[發(fā)明專利]一種源氣隔離的固態(tài)源原子層沉積裝置和方法

無效

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• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102418084A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梅永豐;左雪芹
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫邁納德微納技術(shù)有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/455
• 代理公司: 北京中恒高博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11249
• 代理人: 劉洪京

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種源氣隔離的固態(tài)源原子層沉積裝置和方法，屬于沉積裝置和方法領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的ALD工藝中，前軀體源可以是固體或者液體狀態(tài)，其被傳送到具有一片或者多片襯底的反應(yīng)室中，前軀體源料在在反應(yīng)室中在襯底表面形成鍍膜。

在使用固態(tài)前軀體源料時，固態(tài)源嘗嘗被封閉于一個可耐高壓的鋼瓶中，并對其加熱至高溫狀態(tài)而使固態(tài)源氣化，并使用載氣將氣化的前軀體源帶出鋼瓶。載氣從鋼瓶中將氣化的前軀體源帶出，但同時也可能將未氣化的固態(tài)的前軀體源料帶入管路，從而造成閥門或者其他部件的堵塞和損壞。現(xiàn)在固態(tài)前軀體一般使用大塊材料，并在固態(tài)源鋼瓶出氣口設(shè)有過濾裝置防止載氣帶走粉末顆粒，但加載過濾裝置也限制了氣流的通暢和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種源氣隔離的固態(tài)源原子層沉積裝置和方法，使得在使用固態(tài)前軀體源料時，避免將未氣化的固態(tài)的前軀體源料帶入管路，從而造成閥門或者其他部件的堵塞和損壞。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種源氣隔離的固態(tài)源原子層沉積裝置，前驅(qū)體源料提供系統(tǒng)，包括多個并聯(lián)的前驅(qū)體源料支路，前驅(qū)體源料支路包括管路和前驅(qū)體源料容器，前驅(qū)體源料容器分為上下兩部分，下部為存放固態(tài)前驅(qū)體源料的固態(tài)源容器，上部為氣態(tài)前軀體存儲的氣態(tài)源容器，其中間設(shè)置有控制兩者聯(lián)通與斷開的閥門，氣態(tài)源容器兩端設(shè)有脈沖執(zhí)行器，固態(tài)源容器上設(shè)置有加熱裝置，各前驅(qū)體源料支路上設(shè)置有閥門，在一端匯集成前驅(qū)體源料總路后與吹掃氣輸送系統(tǒng)連接至反應(yīng)腔體系統(tǒng)，反應(yīng)腔體系統(tǒng)通過真空控制閥連接至真空泵，?前驅(qū)體源料支路另一端連接至載氣系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，前驅(qū)體源料支路與載氣系統(tǒng)之間設(shè)置有閥門。

進(jìn)一步的，固態(tài)源容器內(nèi)部表面鏡面拋光并鍍有防護(hù)層。

一種源氣隔離的固態(tài)源原子層沉積方法，利用真空泵將反應(yīng)腔體系統(tǒng)置于真空狀態(tài)，通過載氣系統(tǒng)將前驅(qū)體源料輸送至反應(yīng)腔體系統(tǒng)后進(jìn)行沉積，前驅(qū)體源料容器包括固態(tài)源容器和氣態(tài)源容器，通過加熱使得前驅(qū)體源料由固態(tài)升華至氣態(tài)后，由載氣輸送至反應(yīng)腔體系統(tǒng)后沉積。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明一種源氣隔離的固態(tài)源原子層沉積裝置的前驅(qū)體源料支路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種源氣隔離的固態(tài)源原子層沉積裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，一種源氣隔離的固態(tài)源原子層沉積裝置，前驅(qū)體源料提供系統(tǒng)，包括多個并聯(lián)的前驅(qū)體源料支路，前驅(qū)體源料支路包括管路和前驅(qū)體源料容器，前驅(qū)體源料容器分為上下兩部分，下部為存放固態(tài)前驅(qū)體源料的固態(tài)源容器，上部為氣態(tài)前軀體存儲的氣態(tài)源容器，其中間設(shè)置有控制兩者聯(lián)通與斷開的閥門，氣態(tài)源容器兩端設(shè)有脈沖執(zhí)行器，固態(tài)源容器上設(shè)置有加熱裝置，各前驅(qū)體源料支路上設(shè)置有閥門，在一端匯集成前驅(qū)體源料總路后與吹掃氣輸送系統(tǒng)連接至反應(yīng)腔體系統(tǒng)，反應(yīng)腔體系統(tǒng)通過真空控制閥連接至真空泵，?前驅(qū)體源料支路另一端連接至載氣系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，前驅(qū)體源料支路與載氣系統(tǒng)之間設(shè)置有閥門。

進(jìn)一步的，固態(tài)源容器內(nèi)部表面鏡面拋光并鍍有防護(hù)層。

一種源氣隔離的固態(tài)源原子層沉積方法，利用真空泵將反應(yīng)腔體系統(tǒng)置于真空狀態(tài)，通過載氣系統(tǒng)將前驅(qū)體源料輸送至反應(yīng)腔體系統(tǒng)后進(jìn)行沉積，前驅(qū)體源料容器包括固態(tài)源容器和氣態(tài)源容器，通過加熱使得前驅(qū)體源料由固態(tài)升華至氣態(tài)后，由載氣輸送至反應(yīng)腔體系統(tǒng)后沉積。

實施例一

開啟真空泵16，開啟閥門4和真空控制閥14，使反應(yīng)腔體13與氣態(tài)源容器2內(nèi)達(dá)到所需真空狀態(tài)。真空度要求小于或等于1?pa時，然后進(jìn)入下一步；

關(guān)閉閥門3。使用加熱器7使固態(tài)源容器1內(nèi)的固體源加熱至升華溫度從而成為前軀體氣體，設(shè)置腔體1、設(shè)備管路、以及其他部件的溫度，當(dāng)顯示溫度與所設(shè)溫度相同并達(dá)到穩(wěn)定（波動范圍小于或等于1℃）時進(jìn)入下一步；

設(shè)置閥門3和4的脈沖時間都為10ms，沖洗時間分別設(shè)置為10s和15s；循環(huán)次數(shù)設(shè)置為100；吹掃氣的流量設(shè)置為20sccm；

開始循環(huán)沉積，沉積結(jié)束后即可在顆粒表面形成厚度約為10納米的鍍膜。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。