[发明专利]气相沉积设备和气相沉积方法

说明书

本发明公开一种气相沉积设备和气相沉积方法，气相沉积设备包括：壳体，其设有向上开口的凹腔；载片台，其设置在凹腔的内部；封盖组件，其对凹腔进行封盖，并与凹腔形成真空腔室；匀气组件，其设置在所述真空腔室的内部，并位于载片台的上方，且朝向载片台导出气体；以及进气组件，其贯穿封盖组件，并包括清洗气路和脉冲气路，清洗气路与匀气组件相通，脉冲气路直接与凹腔相通。本发明的气相沉积设备可以使不同生长工艺的反应气流互不干涉，同时又共用一些相同的零部件，结合在单个反应腔室中，易于精确控制。该设计可以兼容等离子体增强型化学气相沉积系统、原子层沉积系统与等离子增强原子层沉积系统，三种系统可以同时或交替式进行镀膜反应。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种气相沉积设备和气相沉积方法。

背景技术

原子层沉积(ALD)是一种可将物质以单原子薄膜形式一层一层地淀积到基底表面的技术。与传统化学气相沉积方法相比，在原子层沉积工艺流程中，新一层原子层薄膜的化学反应直接与前一层相关联，使得每次反应只沉积一层原子。作为半导体行业前沿技术，原子层沉积技术在薄膜沉积厚度精度、台阶覆盖率及保形性等技术指标具备无可比拟的优势，是一种在高真空环境下，将气相前驱体源以脉冲或连续模式交替地通入工艺腔室并在基底上完成物理吸附及化学反应，从而淀积为薄膜的工艺。原子层沉积工艺的优越性使得在目前最先进的芯片制程工艺如45nm、22nm以下的制程中得到大量使用。

等离子体增强原子层沉积(PEALD)与传统的原子层沉积原理非常相似，只是在原子层生长步骤中用等离子体代替原子层沉积中一种或多种普通的反应剂来与前驱体反应。等离子体的引入，使传统的原子层沉积技术得到改进，具备了更加突出的优势。

等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应而在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种化学气相沉积技术被称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。等离子体增强化学气相沉积工艺生长的薄膜具有基板温度低、沉积速率快、成膜质量好的优点。针孔较少，不易龟裂。所以等离子体增强化学气相沉积工艺也是半导体芯片制程中最常见和传统的薄膜生长工艺。

目前这三种生长工艺各自具有自身的优点，但是对于未来的先进芯片、传感器、MEMS等的应用中，越来越多的情况下，需要将三种工艺可以统一在一个反应腔中来实现复杂薄膜的生长。最典型的应用比如：交替生长ALD薄膜或者PECVD薄膜等工艺；但是将三种工艺统一到一个反应腔室中需要优化的气路设计并将三种设备的优点结合在一起。

因此需要提出一种结构简单能够兼用于等离子体增强型化学气相沉积系统和/或原子层沉积系统和/或等离子增强原子层沉积系统的优化后的气相沉积设备。

发明内容

本发明的目的是，根据本发明的一方面，提供一种气相沉积设备，该气相沉积设备包括：壳体，其设有向上开口的凹腔；载片台，其设置在所述凹腔的内部；封盖组件，其对所述凹腔进行封盖，所述封盖组件与所述凹腔形成真空腔室；匀气组件，其设置在所述真空腔室的内部，并位于所述载片台的上方，且朝向所述载片台导出气体；以及进气组件，其贯穿所述封盖组件，并包括清洗气路和脉冲气路，所述清洗气路与所述匀气组件相通，所述脉冲气路直接与所述凹腔相通。本发明的气相沉积设备的结构简单，能够兼用于等离子体增强型化学气相沉积系统和/或原子层沉积系统和/或等离子增强原子层沉积系统。

在本发明的气相沉积设备中，优选为，所述封盖组件包括环形主盖、绝缘环和封盖主体，所述环形主盖设置在所述壳体的顶端，并与所述凹腔对准，所述封盖主体对所述凹腔进行封盖，所述封盖主体的外边缘设置在所述环形主盖上，所述绝缘环设置在所述封盖主体与所述环形主盖之间，所述匀气组件设置在所述封盖主体的底面上。