[發明專利]加熱器模塊、薄膜沉積裝置及方法

在審

• 申請號: 201610995091.6
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN108070848A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 莊鎮宇;章詠湟;王鶴偉;魏松煙;鄭嘉晉
• 申請（專利權）人: 優材科技有限公司
• 主分類號: C23C16/46
• 分類號: C23C16/46;C23C16/455
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;張煥亮

本發明涉及一種加熱器模塊、薄膜沉積裝置及方法。加熱器模塊應用于一薄膜沉積裝置。加熱器模塊包括一氣體混合室、一反應室以及一加熱器。氣體混合室包括至少一個氣體分散板及一擋板，擋板設置于氣體分散板上方。反應室設置于氣體混合室下游(downstream)，并與氣體混合室相連通。加熱器鄰設于氣體混合室。本發明的加熱器模塊、薄膜沉積裝置及方法可達成制備高質量薄膜的功效。

技術領域

本發明是關于一種加熱器模塊，特別是關于一種使用加熱器模塊制備高質量薄膜的薄膜沉積裝置及方法。

背景技術

化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)裝置可分為熱壁式(hot-wall)沉積裝置及冷壁式(cold-wall)沉積裝置。由于冷壁式沉積裝置可通過沉積時間的改變而調控薄膜成長的層數，且具有膜厚均勻性佳等優點，故相較于熱壁式沉積裝置更適合用來制備奈米尺度的二維層狀材料。然而，傳統的冷壁式沉積裝置僅對基板進行加熱，故不同管路的反應氣體需到達基板表面才有足夠的熱源進行化學反應。由于薄膜成長前的化學反應是影響薄膜質量的重要因素，因而于薄膜成長前，不同管路的反應氣體需維持于高溫狀態，以便進行充分的化學反應，進而提升沉積薄膜的質量。

因此，如何提供一種加熱器模塊，以提升沉積薄膜的質量，實為當前重要的課題之一。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的為提供一種加熱器模塊、薄膜沉積裝置及方法，以提升沉積薄膜的質量。

為達上述目的，本發明提供一種加熱器模塊，應用于一薄膜沉積裝置。加熱器模塊包括一氣體混合室、一反應室以及一加熱器。氣體混合室包括至少一個氣體分散板及一擋板，擋板設置于氣體分散板上方。反應室設置于氣體混合室下游，并與氣體混合室相連通。加熱器鄰設于氣體混合室。

在一實施例中，氣體混合室更包括復數個進氣通道。

在一實施例中，氣體分散板具有復數個通孔。

在一實施例中，加熱器是選自燈泡、燈管、加熱線圈其中之一或其組合。

在一實施例中，擋板為石英板。

為達上述目的，本發明提供一種薄膜沉積裝置包括一制程腔室以及至少一個氣體供應管路。制程腔室包括一基座及一前述的加熱器模塊。至少一個氣體供應管路與加熱器模塊相連接。

在一實施例中，薄膜沉積裝置為冷壁式化學氣相沉積裝置。

為達上述目的，本發明提供一種薄膜沉積方法，包括以下步驟：加熱一基板至一反應溫度；提供一第一反應氣體及一第二反應氣體；隔絕第一反應氣體及第二反應氣體；使第一反應氣體及第二反應氣體保持于一預熱溫度；于預熱溫度下，混合第一反應氣體及第二反應氣體以進行成膜反應；以及于基板上沉積一薄膜。

在一實施例中，提供第一反應氣體及第二反應氣體的步驟更包括：加熱一第一前驅物至一第一溫度，以產生第一反應氣體；以及加熱一第二前驅物至一第二溫度，以產生第二反應氣體。

在一實施例中，預熱溫度為500～800℃。

在一實施例中，第一前驅物是選自過渡金屬化合物。

在一實施例中，第二前驅物是選自硫、硒、碲等硫族元素其中之一。

承上所述，本發明通過在薄膜沉積裝置中增設加熱器模塊，使第一反應氣體及第二反應氣體在混合前先進行預熱的步驟，并確保第一反應氣體及第二反應氣體可于高溫狀態下進行混合反應，以使薄膜成長前的化學反應更完全，改善了常規熟知技術中只對基板加熱的缺點，故本發明的加熱器模塊、薄膜沉積裝置及方法可達成制備高質量薄膜的功效。

附圖說明