[發(fā)明專利]一種消除CVD反應(yīng)腔室內(nèi)表層沉積膜的方法

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• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109355640A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李升;左浩;劉宏明
• 申請（專利權(quán)）人: 西安碳星半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/27
• 代理公司: 石家莊領(lǐng)皓專利代理有限公司 13130
• 代理人: 張玉嬋;王春麗

本發(fā)明涉及沉積膜消除的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種消除CVD反應(yīng)腔室內(nèi)表層沉積膜的方法，其可以減少生長金剛石表面的雜質(zhì)，減少對金剛石樣品表面薄膜的生長和表面狀態(tài)的影響，減少資源浪費和對反應(yīng)效果的影響；包括以下步驟：（1）沖洗內(nèi)壁；（2）內(nèi)壁預(yù)處理；（3）選擇襯底；（4）襯底清洗；（5）襯底處理；（6）襯底預(yù)處理；（7）冷卻；（8）金剛石生長；（9）冷卻；（10）檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及沉積膜消除的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種消除CVD反應(yīng)腔室內(nèi)表層沉積膜的方法。

背景技術(shù)

眾所周知，化學氣相沉積，簡稱CVD，是指高溫下的氣相反應(yīng)，例如，金屬鹵化物、有機金屬、碳氫化合物等的熱分解，氫還原或使它的混合氣體在高溫下發(fā)生化學反應(yīng)以析出金屬、氧化物、碳化物等無機材料的方法。這種技術(shù)最初是作為涂層的手段而開發(fā)的，但不只應(yīng)用于耐熱物質(zhì)的涂層，而且應(yīng)用于高純度金屬的精制、粉末合成、半導(dǎo)體薄膜等，是一個頗具特征的技術(shù)領(lǐng)域。

CVD把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其它氣體引入反應(yīng)室，在襯底表面發(fā)生化學反應(yīng)生成薄膜。在超大規(guī)模集成電路中很多薄膜都是采用CVD方法制備。經(jīng)過CVD處理后，表面處理膜密著性約提高30%，防止高強力鋼的彎曲，拉伸等成形時產(chǎn)生的刮痕。

其技術(shù)特征在于：⑴高熔點物質(zhì)能夠在低溫下合成；⑵析出物質(zhì)的形態(tài)在單晶、多晶、晶須、粉末、薄膜等多種；⑶不僅可以在基片上進行涂層，而且可以在粉體表面涂層，等。特別是在低溫下可以合成高熔點物質(zhì)，在節(jié)能方面做出了貢獻，作為一種新技術(shù)是大有前途的。

但是，在使用CVD沉積反應(yīng)生長金剛石時，其所使用的CVD反應(yīng)腔室內(nèi)表層會形成一層金剛石沉積膜，當CVD反應(yīng)腔室內(nèi)存在金剛石沉積膜時，會在金剛石生長樣品表面形成不需要的雜質(zhì)，并且容易影響生長樣品表面的薄膜生長和表面狀態(tài)的影響，因此容易造成資源的浪費，影響反應(yīng)效果。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可以減少生長金剛石表面的雜質(zhì)，減少對金剛石樣品表面薄膜的生長和表面狀態(tài)，減少資源浪費和對反應(yīng)效果的影響的消除CVD反應(yīng)腔室內(nèi)表層沉積膜的方法。

本發(fā)明的一種消除CVD反應(yīng)腔室內(nèi)表層沉積膜的方法，包括以下步驟：

（1）沖洗內(nèi)壁：使用高溫高壓蒸汽沖擊浸潤CVD反應(yīng)腔室內(nèi)壁，將其內(nèi)壁沉積的沉積膜全部沖下；

（2）內(nèi)壁預(yù)處理：對CVD反應(yīng)腔室內(nèi)壁進行預(yù)處理，提高CVD反應(yīng)腔室內(nèi)壁表面的光滑度；

（3）選擇襯底：選擇質(zhì)量較高、大小合適的無明顯瑕疵的超薄金剛石作為襯底；

（4）襯底清洗：使用丙酮清洗液對金剛石襯底進行清洗，并烘干備用；

（5）襯底處理：對金剛石襯底上下兩個表面進行均勻的研磨，提高襯底上下兩個表面的生長附著能力；

（6）襯底預(yù)處理：在對金剛石進行生長前，首先將襯底溫度升溫至800-850℃，并通入氫氣對研磨后的金剛石襯底表面進行預(yù)處理；

（7）冷卻：在預(yù)處理過程中，不斷在CVD反應(yīng)腔室內(nèi)壁上噴灑冷卻水，使CVD反應(yīng)腔室內(nèi)壁溫度降低，同時維持金剛石襯底溫度保持恒定；

（8）金剛石生長：使襯底溫度升高至1000-1100℃，并向CVD反應(yīng)腔室通入反應(yīng)氣體，使金剛石晶體在金剛石襯底上開始生長；

（9）冷卻：在金剛石生長過程中，不斷在CVD反應(yīng)腔室內(nèi)壁上噴灑冷卻水，使CVD反應(yīng)腔室內(nèi)壁溫度降低，同時維持金剛石襯底溫度保持恒定；

（10）檢測：將生長完成后的金剛石取出，并檢測其生長狀態(tài)和表面狀態(tài)，同時檢測其表面是否存在雜質(zhì)。