[发明专利]雾化装置与薄膜沉积系统在审

专利信息
申请号: 202110807467.7 申请日: 2021-07-16
公开(公告)号: CN115613005A 公开(公告)日: 2023-01-17
发明(设计)人: 张喜玲 申请(专利权)人: 长鑫存储技术有限公司
主分类号: C23C16/455 分类号: C23C16/455;H01L21/67
代理公司: 华进联合专利商标代理有限公司 44224 代理人: 周修文
地址: 230601 安徽省合肥市*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 雾化 装置 薄膜 沉积 系统
【说明书】:

发明涉及一种雾化装置与薄膜沉积系统,雾化装置包括主体、震荡模组及光热模组。主体设有主腔室,主体还设有与主腔室相连通的进气接头与出气接头。进气接头用于与载气管相连通,出气接头用于与反应腔室的进气口相连通。出气接头通过对接管与反应腔室连通。震荡模组设有进样口与出样口,进样口用于与样品管相连通,出样口用于与主腔室相连通。震荡模组用于对进入震荡模组内部的反应液进行震荡处理,以使得反应液雾化形成气溶胶。光热模组设置于主腔室的壁上,光热模组用于对主腔室进行加热升温处理,以使得通过震荡模组进入到主腔室内的反应液雾化形成气溶胶,能提高薄膜的制备效率,工作温度能得到精确控制且波动范围较小,受热均匀。

技术领域

本发明涉及半导体芯片制备技术领域,特别是涉及一种雾化装置与薄膜沉积系统。

背景技术

现有的镀膜方法主要有化学气相沉积法(简称CVD)和物理气相沉积法(简称PVD)这两大类,且每一类镀膜方法又因为材料特征等因素而细分出很多小类的镀膜方法。目前,CVD是半导体芯片制备领域应用最广泛的薄膜沉积方法之一。该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。其中,CVD包括有CVD常规沉积法与CVD热解沉积法。CVD常规沉积法的前驱体为全气相物,输入到反应装置的反应区受热或受到其他物理场的激发后发生化学反应,并沉积在衬底表面。此外,传统的CVD热解沉积法也可用在衬底上制备薄膜,一般先将前驱体物质配置为混合溶液,再置于雾化源中,雾化源雾化成气溶胶后再将液体气溶胶输入反应腔室后在反应区发生热解反应,进而在衬底表面镀膜。

CVD热解沉积法要求通入反应腔室的反应物为气态,但目前多种反应物(比如TEOS正硅酸乙酯)一般使用液态形式保存,这就要求液态反应物在进入反应腔室之前有一个气化过程。根据波义耳定律P1V1=P2V2,利用雾化器中输送管径变大而使环境气压变小,同时辅助电阻丝加热,从而在温度和气压的共同作用下,反应腔室内的反应物由液态变为气态,然后通过惰性载气输送到反应腔室。然而,传统的CVD热解沉积法由于主要采用电阻丝加热雾化,电阻丝加热器升温速率慢,热机时间长,影响THP。有些液体不能完全雾化,影响制程稳定性;温度不能精确可控,波动范围大,受热不均匀。

发明内容

基于此,有必要克服现有技术的缺陷,提供一种雾化装置与薄膜沉积系统,它能提高薄膜的制备效率,工作温度能得到精确控制且波动范围较小,以及受热均匀。

其技术方案如下:一种雾化装置,所述雾化装置包括:主体,所述主体设有主腔室,所述主体还设有与所述主腔室相连通的进气接头与出气接头,所述进气接头用于与载气管相连通,所述出气接头用于与反应腔室的进气口相连通;震荡模组,所述震荡模组设有进样口与出样口,所述进样口用于与样品管相连通,所述出样口用于与所述主腔室相连通,所述震荡模组用于对进入所述震荡模组内部的反应液进行震荡处理,以使得所述反应液雾化形成气溶胶;及光热模组,所述光热模组设置于所述主腔室的壁上,所述光热模组用于对所述主腔室进行加热升温处理,以使得通过所述震荡模组进入到所述主腔室内的反应液雾化形成气溶胶。

上述的雾化装置,在使用时,将进气接头与载气管连通,出气接头与反应腔室的进气口连通,震荡模组的进样口与样品管相连通,反应液通过样品管加入到震荡模组内,震荡模组通过震荡动作使得反应液的分子键打散,第一重雾化处理形成气溶胶,然后进入到主腔室内;接着通过光热模组对主腔室加热升温处理,在光热模组的加热升温作用下,一方面能将震荡模组未雾化的反应液进行第二重雾化处理形成气溶胶,另一方面还能避免气溶胶凝结,此外,相对于传统的电阻丝的加热方式而言,光热模组采用辐射热、热对流以及热传导三种方式加热主腔室,升温速率快,温度控制灵敏和均匀性好,工作效率较高。通入到主腔室内的载气推动主腔室内的气溶胶,与气溶胶一起进入到反应腔室的内部。如此,能提高薄膜的制备效率,工作温度能得到精确控制且波动范围较小,以及受热均匀。

在其中一个实施例中,所述震荡模组设置于所述主体上;所述进样口位于所述主腔室的外部,所述出样口位于所述主腔室的内部。

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