[发明专利]一种采用均匀进气系统的原子层沉积装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种原子层沉积装置，具体涉及一种采用均匀进气系统的原子层沉积装置。

背景技术

原子层沉积(ALD)是一种利用衬底表面上前驱体的表面饱和反应所产生的化学吸附和脱附而形成单原子层的沉积技术，这项技术是将物质以单原子层的形式一层一层地沉积在衬底表面，并且通过控制反应周期数简单、精确地控制薄膜的厚度，形成不同厚度的原子层薄膜。随着微电子和深亚微米芯片技术的发展，器件和材料的尺寸不断降低，ALD极均匀的厚度和优异的一致性等优势得以体现，并渐渐在工业和科研领域普及开来，而ALD装置、ALD应用和ALD技术也正在不断地发展中。与常用的分子束外延、金属氧化物气相沉积、磁控溅射、物理气相沉积等常用的薄膜生长设备相比，ALD具有对厚度和组分控制精确的突出优势，因而在微纳尺度的材料生长和器件制备方面有重要的应用前景。

传统的ALD装置，通常需要将反应物大量的导入反应腔室内，使衬底或上一原子层沉浸在前驱体的气氛中，但由于气流和真空限制，难以保证前驱体对整个衬底或上一原子层的全面覆盖，容易形成针孔等缺陷，造成前驱体与衬底或上一原子层接触的不均匀，最终导致沉积薄膜质量的劣化。同时，因前驱体的大量充入而需抽走大量的残余气体，这会直接影响到整个生长周期进行的速度并且造成前驱体的浪费。

鉴于上述背景，本发明所涉及的一种采用均匀进气系统的原子层沉积装置在国内外未见相关报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中前驱体与衬底或上一原子层接触的均匀性差、反应物利用率低和材料生长周期长导致的沉积效率低问题，而提供了一种采用均匀进气系统的原子层沉积装置。

一种采用均匀进气系统的原子层沉积装置，该装置包括真空系统、反应腔室、第一前驱体容器、第二前驱体容器、辅助吹扫气体容器、第一气体供应管路、第二气体供应管路和辅助吹扫气体供应管路；反应腔室内设置均匀进气系统、衬底台、腔体盖和衬底，所述第一气体供应管路与第一前驱体容器相连接，第二气体供应管路与第二前驱体容器相连接，辅助吹扫气体供应管路与辅助吹扫气体容器相连接；所述第一气体供应管路和第二气体供应管路分别通过腔体盖与均匀进气系统连通；所述辅助吹扫气体容器通过辅助吹扫气体供应管路与反应腔室相连接；所述均匀进气系统固定在腔体盖下部；所述衬底设置在衬底台上表面；所述真空系统设置在反应腔室下部且与反应腔室相连接。

有益效果：本发明提供了一种采有均匀进气系统的原子层沉积装置，其特点在于通过均匀进气系统向衬底或其它反应基底上均匀输送前驱体，从而使反应物可以快速覆盖衬底或上一原子层，有效提高材料生长的均匀性，使绝大部分前驱体仅用于形成沉积薄膜，减少前驱体的浪费，缩短抽走残余气体的时间，缩短薄膜生长的周期，提高生长效率，这种采有均匀进气系统的原子层沉积装置简单、易于操作，更适合于科研和生产需要。

附图说明

图1是一种采用均匀进气系统的原子层沉积装置示意图；

图2是直插指状式均匀进气系统、衬底和衬底台关系的俯视图；

图3是均匀进气系统中直插指状式的第一气体供应管路出口俯视图；

图4是均匀进气系统中直插指状式的第一气体供应管路出口仰视图；

图5中的(a)和(b)是不同螺旋插指状式均匀进气系统仰视图。

图中：1：真空管路，2：真空泵，3：真空系统，4：均匀进气系统，5：衬底台，6：腔体盖，7：升降机，8：第一前驱体容器，9：第二前驱体容器，10：第一气体供应管路，11：第二气体供应管路，12：辅助吹扫气体供应管路，13：辅助吹扫气体容器，14：反应腔室，15：第一高频阀门，16：辅助吹扫气体阀门，17：第二高频阀门，18：衬底台自转系统，19：衬底，20：第一气体供应管路出口，21：第一前驱体出口管路中某一插指，22：第一气体供应管路入口，23：第二气体供应管路入口，24：第二气体供应管路出口。

具体实施方式

下面结合图1至图5对本发明作进一步详细说明。