[發明專利]氣相沉積爐的均勻供氣裝置及氣相沉積爐

有效

• 申請號: 201710773743.6
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN109423623B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 鞠濤;張立國;李哲;范亞明;張澤洪;張寶順
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/458
• 代理公司: 南京艾普利德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32297
• 代理人: 陸明耀

本發明揭示了氣相沉積爐的均勻供氣裝置及氣相沉積爐，氣相沉積爐的均勻供氣裝置，包括至少一條呈T字形的勻氣管路，所述勻氣管路的出氣孔的朝向與反應氣體的上升方向相反且背向工件。本發明設計精巧，通過設置出氣孔的朝向，能夠使反應氣體流出后逐步的擴散到工件區域，避免了一個氣口直接朝向工件供氣時易造成氣流沖擊以及易使反應氣體集中于某一區域，造成反應氣體分布不均勻的問題，能夠保證反應氣體供應的均勻性，有利于提高薄膜沉積的質量。

技術領域

本發明涉及氣相沉積設備領域，尤其是氣相沉積爐的均勻供氣裝置及氣相沉積爐。

背景技術

化學氣相淀積（CVD），指把含有構成薄膜元素的氣態反應劑或液態反應劑的蒸氣及反應所需其它氣體引入沉積室，在襯底表面發生化學反應生成薄膜的過程。

CVD化學氣相沉積爐是利用化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition）的原理，將參與化學反應的物質，加熱到一定工藝溫度，在真空泵抽氣系統產生的引力作用下，引至沉積室進行反應、沉積，生成新的固態薄膜物質。

傳統的立式CVD 爐采用的是底部一個進氣口進氣，頂部設出氣口排氣，反應氣體以一定的流量、流速從沉積室底部的底部涌入沉積室內，并在短時間內吸附于基體表面，在基體表面上產生的氣相副產物脫離表面，留下的反應產物形成覆層，反應后的廢氣從頂部出氣口排出。

由于反應氣體從沉積室底部直接涌向工件，其涌出時產生的氣流沖擊力較大，氣體流速相對較快，不利于與工件的充分接觸反應，也易對沉積室內的氣體氛圍造成沖擊；并且反應氣體涌出后，易集中于沉積室的中部區域，造成反應氣體分布的不均勻，不利于靠近沉積室內壁區域的工件與反應氣體接觸的充分性，不能保證同一沉積過程中產品的一致性。

同時，一個進氣口的結構也無法根據不同位置產品鍍膜質量的差異進行相應位置反應氣體供應量的調整，可調性差。

并且，常規反應氣體供氣管路，往往是將載氣導入到進行水浴加熱的液態反應源中，由載氣帶動蒸發后的反應源進入沉積室中，但是，該方法的反應源供應量通過理論計算的方式進行控制，不是直接的量化值，反應源的供應量通過水浴槽的溫度、鼓泡瓶內氣體壓力、有機金屬源的蒸汽壓影響等參數來控制，影響因素多，控制要求更高，更為復雜，另外，反應源的輸出量受載氣供應量的影響，反應源的供應量相對受限。

同時，現有的氣相沉積爐，工件放置在襯底支架上無法移動或具有轉盤機構使吊掛于吊具上或平躺于襯底支架上的待加工件進行公轉和/或自轉，以實現沉積的均勻性。

然而這些結構，對于需要進行全表面沉積的圓盤類工件無法適用，主要是由于：在沉積過程中，襯底支架或吊具與圓盤類零件或多或少存在一定的接觸區域，而這些被遮擋的區域始終無法沉積成膜，如果要使這些區域沉積成膜，就必須停止沉積過程，調整工件在吊具或夾具上的位置使工件被遮擋的部分顯露出來后，再進行沉積，無法實現一次性全表面沉積，操作繁瑣。

并且，即使調整工件在襯底支架或吊具上的位置后，繼續沉積時還會有其他區域被遮擋，這就造成被遮擋區域和未被遮擋區域的膜層厚度存在差異，導致最終沉積得到的薄膜仍然存在不均勻的問題，影響薄膜的品質。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有技術中存在的上述問題，從而提供一種能夠保證沉積薄膜質量的均勻供氣裝置及氣相沉積爐。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

氣相沉積爐的均勻供氣裝置，包括至少一條呈T字形的勻氣管路，所述勻氣管路上的一組出氣孔的朝向與反應氣體的上升方向相反且背向工件。

優選的，所述的氣相沉積爐的均勻供氣裝置中，所述勻氣管路包括氣體導入管，所述氣體導入管的一端連接有三通過渡接頭，所述三通過渡接頭共軸的兩個接口分別連接一勻氣管，所述勻氣管上設置所述出氣孔。