[發明專利]一種LPCVD雙材質真空反應室

在審

• 申請號: 202010070654.7
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111074239A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 張鳳嘉;任俊江;薇兒妮卡·夏麗葉;張靈;肖益波
• 申請（專利權）人: 賽姆柯（蘇州）智能科技有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/458
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 吳芳

本發明公開一種LPCVD雙材質真空反應室，其包括反應室、進氣組件及出氣管，進氣組件與外部氣源連接，反應室包括外層腔體及設在外層腔體內的內層腔體；進氣組件包括至少一個左進氣管及至少一個右進氣管，每一個左進氣管的進氣口設置在反應室長度方向的一端部，每一個右進氣管的進氣口設置在反應室長度方向的另一端部，左進氣管和右進氣管上均設有多個出氣孔。本發明設計的真空反應室，反應室兩端均有進氣管進行氣體擴散，使得反應室內氣體分散廣泛均勻，出氣穩定，提高硅片薄膜均勻性及工藝質量，提高產品優良率；真空反應室采用雙層結構，真空性優異，抗沖擊性能強，提高整體反應室的強度，提高使用壽命。

技術領域

本發明涉及LPCVD真空反應室領域，尤其涉及一種LPCVD雙材質真空反應室。

背景技術

由于可再生能源開發備受關注，太陽能光伏發電推廣迅速，隨著半導體工藝特征尺寸的減小，及對薄膜均勻性、膜厚誤差要求不斷提高，其中LPCVD擁有極佳的臺階覆蓋性、良好組成成分和結構控制性、較高的沉積速率，并且這種方法不需要載離子氣體，因而大大降低了顆粒污染源，被廣泛應用在半導體產業的薄膜沉積工藝中。

LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Depos i t ion，低壓化學氣相沉積)設備是在低壓高溫條件下，通過混合氣體的化學反應生成固體反應物并使其沉積在硅片表面形成薄膜，是化學氣相沉積(CVD)設備當中的一種，主要應用于集成電路、電力電子、光伏、微機電系統等行業。在光伏行業中，LPCVD主要應用于多晶硅、非晶硅、SiO₂、Si₃N₄、磷硅玻璃(PSG)和摻硼磷硅玻璃(BPSG)等多種薄膜的生長與沉積。作為CVD設備當中的一種，其最為重要功能或最終的目標仍然是CVD反應，因而反應室是整個設備的核心，也是設計的核心點。

LPCVD工藝的基本原理是將一種或數種氣態物質，在較低壓力下，用熱能激活，使其發生熱分解或化學反應，沉積在襯底表面形成所需的薄膜。在反應過程中，以氣體形式提供構成薄膜的原料，反應尾氣由抽氣系統排除。通過熱能除加熱基片到適當溫度之外，還對氣體分子進行激發、分解，促進其反應。分解生成物或反應產物沉積在基片表面形成薄膜。

現階段采用真空反應室均為單層石英管，推舟、爐門關閉運動過程中，接觸石英管瞬間產生一定的擠壓力，以及遇到斷電或降溫維護時，石英管內壁覆蓋有多晶硅的地方就會產生裂紋或損壞，單層石英管壽命低、拆換繁瑣；石英材質真空室加工工序多，精度很難達到設計需求，耗時周期長。

現有為石英-密封圈-金屬接觸，密封圈在高溫容易老化，LPCVD反應室內部溫度為750℃，爐口密封圈(246型氟橡膠O型密封圈)的適用溫度在300-500℃左右，熱交換使得O型密封圈使用一段時間后，其密封性效果逐漸降低，對氣體反應制薄膜有影響，導致O型圈更換頻繁。

另外現有的進氣方式，存在從進氣端到氣管尾部，出氣孔流速逐步降低的情況，影響硅片薄膜均勻性及工藝質量。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種LPCVD雙材質真空反應室，提高硅片薄膜均勻性及工藝質量，所述技術方案如下：

本發明提供一種LPCVD雙材質真空反應室，其包括具有中空結構的反應室、設置在反應室內的進氣組件及設置在反應室端部的出氣管，所述進氣組件與外部氣源連接，所述反應室包括外層腔體及設置在外層腔體內的內層腔體，所述外層腔體由金屬材質制成，所述內層腔體由石英材質制成；

所述進氣組件包括至少一個左進氣管及至少一個右進氣管，每一個左進氣管的進氣口設置在反應室長度方向的一端部，每一個右進氣管的進氣口設置在反應室長度方向的另一端部，所述左進氣管與右進氣管均沿所述反應室的長度方向延伸，所述左進氣管和右進氣管上均設置有多個間隔設置的出氣孔；所述反應室與爐門配合的端部外套設有由金屬材質制成的密封法蘭，所述密封法蘭的一端面用于與爐門抵觸。