[发明专利]用于气相沉积的同轴喷头

说明书

发明背景

发明领域

本发明的实施方式一般涉及用于气相沉积的方法和装置，并且更具体地涉及化学气相沉积工艺和室。

相关技术的描述

化学气相沉积(“CVD”)是薄膜通过气相化学制品的反应在基底上的沉积。化学气相沉积反应器被用来在基底上沉积各种成分的薄膜。CVD在许多领域中被高度利用，如在半导体工业中。

对于非常不同的应用存在许多类型的CVD反应器。例如，一种类型的反应器包括大气压反应器而另一种类型的反应器包括低压反应器。这些不同的设计解决了CVD工艺过程中遇到的各种难题，如耗尽效应、污染问题以及反应器的维护。

尽管有许多不同的反应器和系统设计，但是存在对新的且改进的CVD反应器和系统设计以及用于气相沉积工艺的气体歧管(gas manifold)的持续需求。

发明概述

本发明的实施方式一般涉及一种在气相沉积反应器或系统中使用的同轴气体歧管组件。在许多实施方式中，同轴气体歧管组件可用在用于以连续方式生长外延膜的系统或反应器中。在一个实施方式中，用于气相沉积工艺的同轴气体歧管组件被提供，其包括下部分、中间部分和上部分。上部分耦合到中间部分，而中间部分耦合到下部分。中间部分包含第一进气口、从第一进气口延伸到第一通路的第一气体歧管和沿中心轴线延伸并包含沿中心轴线的第一通道的管。第一通路可与第一通道流体连通。下部分包含第二进气口、从第二进气口延伸到第二通路的第二气体歧管和与中心轴线同轴的开口。管延伸到开口以在管和开口的边缘之间形成第二通道。第二通道可与中心轴线同轴，并且第二通路可与第二通道流体连通。

在一些实例中，管具有圆筒几何形状，而开口具有圆形几何形状。在其它实例中，管延伸通过开口并且超过下部分的下表面。第二通道通常平行于第一通道和中心轴线延伸。上部分、中间部分和下部分中的每个可独立地包含钼、钼合金、钢、不锈钢、镍、铬、铁或其合金，或由钼、钼合金、钢、不锈钢、镍、铬、铁或其合金制成。同样，管可包含钼、钼合金、钢、不锈钢、镍、铬、铁或其合金，或由钼、钼合金、钢、不锈钢、镍、铬、铁或其合金制成。

在另一实施方式中，一种用于在基底表面上形成材料的方法被提供，该方法包括在气相沉积工艺过程中将基底定位在气体歧管组件的下面，并使第一工艺气体沿气体歧管组件的中间部分的第一气体流动路径流动。中间部分可包含第一进气口、从第一进气口延伸到第一通路的第一气体歧管和沿中心轴线延伸并包含沿中心轴线的第一通道的管，其中第一通路与第一通道流体连通。该方法还包括使第二工艺气体沿气体歧管组件的下部分的第二气体流动路径流动，下部分包括并将基底暴露于第一工艺气体和第二工艺气体，同时在基底上沉积材料。下部分可包含第二进气口、从第二进气口延伸到第二通路的第二气体歧管和与中心轴线同轴的开口，其中管延伸至开口以在管和开口的边缘之间形成第二通道，第二通道与中心轴线同轴，并且第二通路与第二通道流体连通。

在其它实施方式中，该方法还提供，第二工艺气体围绕第一工艺气体，同时在气体歧管组件和基底之间流动。气体歧管组件还可包含耦合到中间部分的上部分，并且中间部分耦合到下部分。气相沉积工艺可以是热CVD工艺。

在另一实施方式中，包含同轴气体歧管组件的气相沉积反应器或系统(例如，CVD反应器或系统)被提供，其包括可操作为防止污染物在系统的入口处进入系统的入口隔离器、可操作为防止污染物在系统的出口处进入系统的出口隔离器、被布置在入口隔离器和出口隔离器之间的中间隔离器、邻近入口隔离器布置的第一沉积区、邻近出口隔离器布置的第二沉积区以及与第一沉积区耦合并流体连通的同轴气体歧管组件。

与气相沉积反应器或系统耦合的同轴气体歧管组件还具有中间部分，中间部分包含第一进气口、从第一进气口延伸到第一通路的第一气体歧管和沿中心轴线延伸并包含沿中心轴线的第一通道的管。第一通路可与第一通道流体连通。在一些实施方式中，同轴气体歧管组件可具有下部分，下部分包含第二进气口、从第二进气口延伸到第二通路的第二气体歧管和与中心轴线同轴的开口。管可延伸至开口，以在管和开口的边缘之间形成第二通道，第二通道与中心轴线同轴，并且第二通路与第二通道流体连通。