[發明專利]一種氣體簇射裝置

在審

• 申請號: 201811570249.0
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109402609A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 李六如
• 申請（專利權）人: 成都姜業光電科技有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王海燕

本發明公開了一種氣體簇射裝置，包括依次連接的進氣緩沖結構、第一氣體勻化結構和第二氣體勻化結構，進氣緩沖結構的進氣口用于與進氣管道連接，進氣緩沖結構的出氣口與第一氣體勻化結構連通，第一氣體勻化結構和第二氣體勻化結構上設有氣體簇射孔且相互連通，第二氣體勻化結構的底部用于與原子層沉積鍍膜機的真空腔壁連接。本發明的進氣緩沖結構能夠實現進氣的初步減壓和發散，采用了雙層氣體勻化結構，提高簇射氣體在基板處的分布均勻性；各部件之間采用帶有刀口槽的法蘭連接，氣密性好，適合在腐蝕性氣體，高溫的工作條件下使用；利用金屬密封結構連接后，三個結構之間形成有一定高度的緩沖空間，進一步提高氣體的勻化效率。

技術領域

本發明涉及氣相材料化學反應制備薄膜裝置的技術領域，特別是涉及一種氣體簇射裝置。

背景技術

基于氣相材料化學反應制備薄膜的技術已經成熟，其代表性的鍍膜方法之一是原子層沉積技術。目前原子層沉積技術能夠制備的薄膜材料包括金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氟化物、金屬以及金屬硫化物等。原子層沉積技術中，反應物以氣體形式沉積在基板表面，形成一個亞單層，隨后另一種反應物沉積在同一個基板表面并發生化學反應。由于原子層沉積鍍膜獨特的化學物理過程，薄膜具有良好的共形性和高的臺階覆蓋率。隨著半導體器件的微細化以及微結構光學器件的發展，原子層沉積獲得了廣闊的應用范圍和應用前景。

有效的控制反應氣體在表面上的分布對原子層沉積薄膜的厚度均勻性是極其重要的。目前控制氣體分布的技術手段有多種，對于原子層沉積實現氣體的均勻分布而言，通常包括行進法和簇射法。行進法中，氣流在流經管道的過程中均勻的覆蓋到樣品上形成一個吸附層；對于一部分材料的鍍膜，簇射方法能夠使氣體分布的均勻性更好。然而傳統的氣體簇射裝置基本結構為一個多孔的金屬板，氣體從管道流出后經過金屬板的各個空沉積到期間表面。由于氣體的進氣管道通常遠小于簇射金屬板，管道出口位置附近的氣體密度大于其他位置，反而容易引起薄膜厚度的不均勻。

發明內容

本發明的目的是提供一種氣體簇射裝置，以解決上述現有技術存在的問題，使簇射氣體的均勻性提高，并可以在高溫、腐蝕性氣體等工況下運行。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種氣體簇射裝置，包括依次連接的進氣緩沖結構、第一氣體勻化結構和第二氣體勻化結構，所述進氣緩沖結構的進氣口用于與進氣管道連接，所述進氣緩沖結構的出氣口與所述第一氣體勻化結構連通，所述第一氣體勻化結構上設置有若干個粗氣體簇射孔，所述第二氣體勻化結構上設置有若干個細氣體簇射孔，所述粗氣體簇射孔的孔徑大于所述細氣體簇射孔的孔徑，所述第一氣體勻化結構與所述第二氣體勻化結構連通，所述第二氣體勻化結構的底部用于與原子層沉積鍍膜機的真空腔壁連接。

優選的，所述進氣緩沖結構的出氣口呈喇叭口狀。

優選的，所述進氣緩沖結構與所述第一氣體勻化結構、所述第一氣體勻化結構與第二氣體勻化結構、所述第二氣體勻化結構的底部與原子層沉積鍍膜機的真空腔壁之間均通過法蘭和螺栓連接，所述法蘭上設置刀口槽，所述刀口槽與一金屬墊圈相匹配。

優選的，所述進氣緩沖結構與所述第一氣體勻化結構之間設置有第一氣體緩沖腔，所述第一氣體勻化結構與第二氣體勻化結構之間設置有第二氣體緩沖腔。

優選的，所述第一氣體勻化結構中心的上表面上設置有一球面凹槽。

優選的，所述第一氣體勻化結構沿徑向分布的粗氣體簇射孔的孔徑逐漸變大或者粗氣體簇射孔分布密度逐漸增大，所述第二氣體勻化結構上均布有若干個細氣體簇射孔，所述細氣體簇射孔的分布密度比所述粗氣體簇射孔分布密度大。

優選的，所述粗氣體簇射孔和所述細氣體簇射孔的下端口呈喇叭口狀。

優選的，所述進氣緩沖結構的進氣口與所述進氣管道焊接或者螺接。