[发明专利]改善金属氧化物薄膜方阻均匀性的PVD腔体结构

说明书

本发明提出一种改善金属氧化物薄膜方阻均匀性的PVD腔体结构，包括：腔体、驱动装置、磁性件、靶材、上挡板、下挡板、晶片等；上挡板呈倒锥形筒状，上挡板的外沿架设在腔体的开口处，且上挡板的底端低于基座压环的上表面；腔体开设有氧气进口，进口处安装有进气环，气环分为外环和内环，外环是一个进气口，分开两个出气口，分开的两路孔连接内环，内环的孔对称分布。本发明的腔体结构，气体进入腔体后不会立即从上、下挡板之间的缝隙中抽走，气体下抽的过程中，气流会有一个向中心方向的矢量，提高了晶圆中心的反应气体浓度；将混合进气改为单独进气，气流分布均匀，弥散性更好，氧气和氩气进气口分开，氩气能更好的搅拌氧气，使氧气分布更均匀。

技术领域

本发明涉及

技术领域，具体的涉及一种改善金属氧化物薄膜方阻均匀性的PVD腔体结构。

背景技术

物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)技术在半导体领域被广泛应用，该方法包括真空蒸镀、溅射镀膜、分子束外延等。在MEMS制造中的金属薄膜材料多通过PVD溅射方法制备。在PVD技术中，通常采用PVD腔室进行薄膜沉积。在薄膜沉积中，采用磁控溅射(磁性件ron Sputtering)技术，用于金属薄膜的沉积以构成金属接触以及金属互连线等。在真空环境下，磁控溅射通过电压和磁场的共同作用，以被离化的惰性气体离子对靶材(靶材)进行轰击，致使靶材以离子、原子或分子的形式被弹出，在衬底上沉积形成薄膜。

随着MEMS技术的发展，金属氧化物薄膜材料被应用到特殊的制程中，特别是含有可变价态的金属氧化物薄膜材料。影响金属氧化物大规模应用的关键问题就便是金属氧化物薄膜的方阻均匀性。但是，满足金属薄膜方阻均匀性的PVD腔体结构并不能满足金属氧化物薄膜方阻均匀性，本发明就是设计一种新型的PVD腔体结构，解决金属氧化物薄膜方阻均匀性的问题。

在现有技术中，PVD腔体结构包括：驱动装置，磁性件，靶材，上挡板，低温泵，锁紧圈，加热器，进气口，下挡板等。

金属氧化物沉积过程中，在真空环境下，磁性件在驱动装置的带动下，以一定的转速旋转，氧气和氩气混合，通过进气口进入腔体，磁控溅射通过电压和磁场的共同作用，氩气被离化，并对靶材进行轰击，致使靶材以离子、原子或分子的形式被弹出，离化的氧离子和靶材原子或者离子反应，生产氧化物，在衬底晶片上沉积形成薄膜。其中上下挡板对腔体进行保护，避免将靶材溅射到腔体上；低温泵保持腔体内所需要的真空压力，加热器对晶片进行加热。

现有技术的缺点就是金属氧化物的方阻均匀性较差，均匀性大于20％。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种改善金属氧化物薄膜方阻均匀性的PVD腔体结构。具体技术方案如下：

一种改善金属氧化物薄膜方阻均匀性的PVD腔体结构，包括：底部具有进气口的腔体，安装在腔体上方的驱动装置、磁性件和靶材，置于腔体内的上挡板、下挡板、晶片和加热器，安装在所述腔体侧壁上的低温泵；所述驱动装置和所述磁性件相连接，所述靶材置于所述磁性件的下方；所述晶片放置在所述加热器上，并置于所述上、下挡板围成的空间内；所述上挡板呈倒锥形筒状，上挡板的上端的外沿架设在所述腔体的开口处，且上挡板的底端低于所述基座压环的上表面；所述腔体的底部开设有氩气的进气口，所述腔体的侧壁开设有氧气进口，所述氧气进口处安装有进气环，所述进气环开设有多个进气孔和出气孔。