[發(fā)明專利]一種新型的ALD設(shè)備前驅(qū)體源載氣加熱方法

在審

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• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108677165A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張洪國;鄭委;雷曼;夏樹勝;馬軍濤
• 申請（專利權(quán)）人: 滁州國凱電子科技有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 江蘇斐多律師事務(wù)所 32332
• 代理人: 袁敏

本發(fā)明一種新型的ALD設(shè)備前驅(qū)體源載氣加熱方法，包括:帶伴熱的質(zhì)量流量計、氣管路、出氣管路以及氣源瓶，所述進氣管路與所述出氣管路均與氣源瓶連接，所述出氣管遠(yuǎn)離氣源瓶的一端連接反應(yīng)腔，其中，使所述氣源瓶中注入反應(yīng)前驅(qū)氣體，所述進氣管路連接氣源瓶的一端，使進氣管路的出氣口位于所述反應(yīng)低飽和蒸汽壓前驅(qū)體源之上，所述出氣管路連接氣源瓶的一端，位于所述反應(yīng)前驅(qū)體的上部，所述出氣管路外設(shè)有加熱帶。通過使用本發(fā)明一種新型的ALD設(shè)備低飽和蒸汽壓前驅(qū)體源加熱方式，有效地通過準(zhǔn)確控制氣源溫度，以及提高加熱帶溫度設(shè)定，有效的加速前驅(qū)體源擴散，有效地減少氣體殘余，從而達(dá)到提高反應(yīng)速率，提高了設(shè)備的利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于ALD(原子層沉積)設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種新型的ALD設(shè)備前驅(qū)體源載氣加熱方法

背景技術(shù)

原子層沉積(Atom layer deposition，簡稱ALD)工藝由于其優(yōu)異的臺階覆蓋率，精確的厚度控制，較低的反應(yīng)溫度，良好的薄膜性能等，而被認(rèn)為是一種較大潛力的薄膜制備工藝。但現(xiàn)有ALD設(shè)備結(jié)構(gòu)中載氣加熱形式為加熱帶纏繞在管路上對管路加熱，從而對流經(jīng)管路中的氣體加熱。這就存在幾個問題：①管道較細(xì)，加熱帶纏繞工序復(fù)雜不方便②加熱帶直接與金屬接觸，存在安全隱患③加熱帶多層覆蓋纏繞，局部溫度高，易燒毀④由于載氣持續(xù)流動，經(jīng)過管路后的溫度呈現(xiàn)不規(guī)律形式不能保證持續(xù)一致，這就導(dǎo)致前軀體活性降低，影響反應(yīng)效率。前驅(qū)體源這種加熱方法需要其反復(fù)的進行反應(yīng)氣體的開關(guān)(如要生成10納米的薄膜，大約需要反復(fù)開關(guān)100次)和使用前驅(qū)體氣源，容易形成管路的氣體殘余和聚積(特別是在管路上低溫的點上)。而且傳統(tǒng)的方法只對前驅(qū)體加熱，由于反應(yīng)重復(fù)速度快，氣源的溫度沒有辦法保證，從而造成降低前驅(qū)體活性，并且易造成管道的堆積，會周期性的產(chǎn)生顆粒問題。管路中高溫載氣分子少，不能很好的帶出低飽和蒸汽壓前驅(qū)體源分子，且易在管道上沉積顆粒，造成堵塞。另外，目前在薄膜沉積中，經(jīng)過一定反應(yīng)周期，需要進行氣源更換和管路清洗。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明公開了一種新型的ALD設(shè)備前驅(qū)體源載氣加熱方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于對傳輸管道加熱帶進行加熱方式，其反復(fù)的進行反應(yīng)氣體的開關(guān)，使反應(yīng)氣體溫度降低不可控，隨著反應(yīng)的進行造成前驅(qū)體活性降低影響反應(yīng)進程，并且易造成管道顆粒堆積問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種新型的ALD設(shè)備前驅(qū)體源載氣加熱方法，包括質(zhì)量流量計、進氣管路、前驅(qū)體體源瓶、反應(yīng)前軀體、出氣管路、反應(yīng)腔，所述的前驅(qū)體源載氣加熱方法還包括快速響應(yīng)閥、熱交換器。

進一步的，所述的快速響應(yīng)閥一個設(shè)置于進氣管路上，另一個設(shè)置于出氣口管路。

進一步的，所述的進氣載氣加熱組件設(shè)置在質(zhì)量流量計與快速響應(yīng)閥之間，并與口氣管路連接；所述的出氣載氣加熱組件設(shè)置在進氣管路與出氣管路接口處的上端。

進一步的，所述的熱交換器(8)與熱交換器(9)為LINTEC HX-0100C。

進一步的，所述出氣管路(5)與進氣管路(2)在前驅(qū)體體源瓶(3)的上部連接；出氣管路(5)一端通入前軀體源瓶(3)中；另一端經(jīng)過熱交換器(9)經(jīng)過快速響應(yīng)閥(7)通向反應(yīng)腔(6)。

進一步的，所述的出氣管路(5)通入前軀體源瓶(3)的長度為距瓶口1/3。

進一步的，所述熱交換器(8)設(shè)定溫度為170度。

進一步的，所述熱交換器(9)設(shè)定溫度為170度。

進一步的，所述管路各處的連接均為密封方式連接，管路各處使用焊接密封，源瓶處采用VCR墊片與管道鎖死密閉連接,防止其他的氣體進入氣源瓶。。

進一步的，所述進氣管路(2)中通入的載氣為惰性氣體(N2)。

本發(fā)明有益效果：