[實用新型]一種化學氣相沉積法制備多晶硅靶材的裝置

有效

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• 申請日: 2019-07-16
• 公開（公告）號: CN210314563U
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設計）人: 陳洪建;杜森;張恩懷
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B28/14;C23C14/35
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本實用新型為一種化學氣相沉積法制備多晶硅靶材的裝置。該裝置包括該裝置的組成包括爐體、鋼罩、底盤、金屬管、第一石墨電極和第二石墨電極；所述的爐體為鋼制圓筒，頂部設置有鋼罩，底部設置有鋼制底盤，二者將爐體密閉；所述的底盤中心設置有尾氣出氣口；上表面圍繞出氣口環(huán)形均勻分布有4～10個第二石墨電極，每個第二石墨電極上安裝有可調節(jié)卡槽，卡槽內固定垂直安裝的金屬管的底端，金屬管的底端和第二石墨電極電連接。本實用新型綜合考慮化學氣相沉積法和磁控濺射的濺射源的結構，獲得直接接合在襯底管上的多晶硅靶材。

技術領域

本實用新型涉及多晶硅靶材技術領域，具體涉及一種化學氣相沉積法制備多晶硅靶材的裝置。

背景技術

多晶硅靶材作為易激發(fā)、低成本、產(chǎn)量大的單質濺射源，用于磁控濺射裝置中以制備硅相關薄膜，在信息產(chǎn)業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)有重要應用。

靶材作為磁控濺射鍍膜工藝的主要耗材，關系到鍍膜的質量及成本。目前多晶硅靶材的主要制備方法是粉末冶金法和定向凝固法。其中，粉末冶金法將原料硅破碎成粉，壓制成型后燒結，就得到預設形狀的多晶硅靶材；而定向凝固法則是將原料硅熔融后經(jīng)定向凝固得到多晶硅錠，再進行切割制成多晶硅靶材。兩者都需要在原料硅的基礎上進行再加工，從而得到多晶硅靶材，這就造成了其生產(chǎn)工藝流程多，過程復雜，耗費的人力物力較多，致使成本增加。如何低成本高效率地生產(chǎn)出高利用率的多晶硅靶材，是目前亟需解決的問題。

化學氣相沉積法(CVD)是利用氣態(tài)物質在高溫基板上發(fā)生化學反應生成固態(tài)沉積物的一種工藝，廣泛應用于半導體原料的精制，高質量半導體單晶膜(外延生長膜)的制取，多晶膜、非晶膜的生長以及單晶和非晶絕緣膜的形成。它大致包含以下幾個過程：1.原料氣體(反應氣體)到達基體表面；2.反應氣體被基體表面吸附；3.反應氣體向基體表面的擴散；4.在基體表面發(fā)生反應、形核；5.生成物由表面向基體內的擴散；6.氣體副產(chǎn)品通過基體表面由內向外擴散，脫離表面。

為了提高多晶硅靶材的生產(chǎn)效率，本實用新型提出一種化學氣相沉積法制備多晶硅靶材的新裝置，致力于以低成本高效率制備出高純度的高利用率多晶硅靶材。

實用新型內容

本實用新型的目的為針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種化學氣相沉積法制備多晶硅靶材的裝置。該裝置在制備中引入金屬管，將其作為化學氣相沉積法中的熱載體，沉積多晶硅；再作為磁控濺射中的導電陰極襯底管，因其外表面已經(jīng)沉積有多晶硅，故而省卻了當前技術中先制取多晶硅錠，再進行切割加工處理得到多晶硅靶材，再把靶材與襯底管結合的步驟。本實用新型綜合考慮化學氣相沉積法和磁控濺射的濺射源的結構，獲得直接接合在襯底管上的多晶硅靶材。

本實用新型解決所述技術問題采用的技術方案是，

一種化學氣相沉積法制備多晶硅靶材的裝置，該裝置的組成包括爐體、鋼罩、底盤、金屬管、第一石墨電極和第二石墨電極；

所述的爐體為鋼制圓筒，頂部設置有鋼罩，底部設置有鋼制底盤，二者將爐體密閉；

所述的底盤中心設置有尾氣出氣口；上表面圍繞出氣口環(huán)形均勻分布有4～10個第二石墨電極，每個第二石墨電極上安裝有可調節(jié)卡槽，卡槽內固定垂直安裝的金屬管的底端，金屬管的底端和第二石墨電極電連接；

所述的底盤上，每個第二石墨電極的兩側均設置有一個進氣管；

所述的爐體筒體上部的筒壁上，設置有與第二石墨電極數(shù)量相同條數(shù)的縱向滑槽，每條滑槽與一塊水平移動板的一端相連，水平移動板另一端位于一個第二石墨電極的正上方，其下表面設置有第一石墨電極，第一石墨電極處也設置有可調節(jié)卡槽，金屬管的頂端固定在卡槽內，金屬管的頂端和第一石墨電極電連接；

所述的第一石墨電極和第二石墨電極極性相異；

所述的水平移動板的位置可沿滑槽在豎直方向上調節(jié)；