[實(shí)用新型]橫向流動(dòng)式原子層沉積裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821127837.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN208649460U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸雪強(qiáng);潘曉霞;左雪芹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇邁納德微納技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C23C16/455
• 分類號(hào): C23C16/455
• 代理公司: 無(wú)錫市才標(biāo)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32323
• 代理人: 張?zhí)煜?/td>

本實(shí)用新型涉及橫向流動(dòng)式原子層沉積裝置，包括進(jìn)樣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，進(jìn)樣系統(tǒng)中的流量計(jì)出口通過(guò)載氣管路與若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置的原子層沉積閥的載氣進(jìn)口連接，原子層沉積閥的前驅(qū)體接口處安裝鋼瓶閥門，原子層沉積閥的出口連接進(jìn)樣管路；反應(yīng)系統(tǒng)中的底座主體上部設(shè)有反應(yīng)腔室，底座主體內(nèi)設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)，上蓋板鉸連在底座主體上，底座主體上設(shè)有與反應(yīng)腔室連通的進(jìn)孔和出孔，進(jìn)孔與進(jìn)樣管路連接；抽氣系統(tǒng)中的吸氣管路一端與出孔連接，另一端經(jīng)真空Y型閥門、吸附過(guò)濾器、抽氣管路與真空泵連接；控制系統(tǒng)中的控制柜安裝在箱體內(nèi)部，控制柜上設(shè)有電器開關(guān)面板。本實(shí)用新型反應(yīng)腔室空間緊湊、源消耗量少、設(shè)備生產(chǎn)成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種橫向流動(dòng)式原子層沉積裝置，屬于原子層沉積技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著IC復(fù)雜程度的不斷提高，按照著名的摩爾定律和國(guó)際半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)公布的國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖，硅基半導(dǎo)體集成電路中金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的特征尺寸將達(dá)到納米尺度。原子層沉積(Atomic Layer Deposition，ALD)具有優(yōu)異的三維共形性、大面積的均勻性和精確的亞單層膜厚控制等特點(diǎn)，受到微電子行業(yè)和納米科技領(lǐng)域的青睞。

原子層沉積又稱原子層外延(Atomic Layer Epitaxy)，最初是由芬蘭科學(xué)家提出并用于多晶熒光材料ZnS:Mn以及非晶Al₂O₃絕緣膜的研制，這些材料是用于平板顯示器。由于這一工藝涉及復(fù)雜的表面化學(xué)過(guò)程和低的沉積速度，直至上世紀(jì)80年代中后期該技術(shù)并沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性的突破。但是到了20世紀(jì)90年代中期，人們對(duì)這一技術(shù)的興趣在不斷加強(qiáng)，這主要是由于微電子和深亞微米芯片技術(shù)的發(fā)展要求器件和材料的尺寸不斷降低，而器件中的高寬比不斷增加，這樣所使用材料的厚度降低值幾個(gè)納米數(shù)量級(jí)。由于原子層沉積技術(shù)原理，使得薄膜的沉積速度比較慢，因此利用原子層沉積技術(shù)，快速沉積高質(zhì)量、膜厚精確可控的氧化物薄膜方法具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。

原子層沉積(ALD)技術(shù)是通過(guò)將氣相前驅(qū)體脈沖交替地通入反應(yīng)器并在沉積基體上化學(xué)吸附并反應(yīng)形成沉積膜的一種方法，當(dāng)前驅(qū)體達(dá)到沉積基體表面，它們會(huì)在其表面化學(xué)吸附并發(fā)生表面反應(yīng)。原子層沉積技術(shù)由于其沉積參數(shù)(厚度、成分和結(jié)構(gòu))的高度可控性，優(yōu)異的沉積均勻性和一致性，使得其在微納電子和納米材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于集成電路、半導(dǎo)體、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域納米材料的制備，在薄膜封裝應(yīng)用等領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸增加。

現(xiàn)有技術(shù)中的原子層沉積設(shè)備主要是立式原子層沉積裝置，存在占地空間大，需要消耗源的量比較多，空間利用效率低等缺點(diǎn)，而且適用范圍比較狹窄，不具有廣泛的通用性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種橫向流動(dòng)式原子層沉積裝置，其結(jié)構(gòu)巧妙，設(shè)計(jì)合理，具有反應(yīng)腔室空間緊湊、源消耗量少、設(shè)備生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。

按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案：橫向流動(dòng)式原子層沉積裝置，包括進(jìn)樣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于：所述進(jìn)樣系統(tǒng)包括設(shè)置在箱體內(nèi)的流量計(jì)、載氣管路、原子層沉積閥和進(jìn)樣管路，所述流量計(jì)的進(jìn)口處安裝有用于連接載氣的進(jìn)氣接頭，流量計(jì)的出口通過(guò)載氣管路與若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置的原子層沉積閥的載氣進(jìn)口連接，所述原子層沉積閥的前驅(qū)體接口處安裝有用于連接源鋼瓶的鋼瓶閥門，原子層沉積閥的出口連接進(jìn)樣管路；

所述反應(yīng)系統(tǒng)包括底座主體和上蓋板，所述底座主體固定安裝在箱體頂部，底座主體上部設(shè)有開口位于頂部的反應(yīng)腔室，底座主體內(nèi)設(shè)有給反應(yīng)腔室加熱的加熱機(jī)構(gòu)，所述上蓋板鉸連在底座主體上，上蓋板蓋合時(shí)將所述反應(yīng)腔室密封；所述底座主體上設(shè)有進(jìn)孔和出孔，所述進(jìn)孔與出孔在底座主體上呈180°對(duì)稱分布，進(jìn)孔和出孔的上端均與反應(yīng)腔室連通，進(jìn)孔下端與進(jìn)樣管路連接；