专利名称：化学气相沉积系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及表面沉积薄膜技术，特别涉及用于表面沉积薄膜的化学气相沉积系统。
背景技术：
化学气相沉积(Chemical Vapor D印osition，简称CVD)是反应物质在气态条件 下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基底表面，进而制得固体材料的工艺技 术。详细请参阅Pulpytel， J.等人于2005年4月发表的Dendritic Platinum Aggregates Produced inthe Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition of Tin Oxide Thin Films, Vol聽33， Issue 10， Page (s) :244-245。 化学气相沉积系统在化学气相沉积制程中起着至关重要的作用，它直接影响着沉 积薄膜的均匀性与纯度，薄膜颗粒大小的一致性以及沉积薄膜的速率等。现有的化学气相 沉积系统主要包括常压化学气相沉积(Atmospheric Pressure CVD，简称APCVD)系统、低 压化学气相沉积(Low-Pressure CVD，简称LPCVD)系统与电浆辅助化学气相沉积(Plasma EnhancedCVD，简称PECVD)系统。 其中，常压化学气相沉积系统是在常压环境下进行薄膜沉积，其反应器结构简单， 反应速率快。但是，在大气压状况下，气体分子彼此碰撞机率很高，因此很容易会发生气相 反应，使得所沉积的薄膜中会包含微粒，造成微粒污染。 低压化学气相沉积系统是在低压环境下进行薄膜沉积，其反应器内压力降低，可 以减少不必要的气相反应，减少微粒的产生以增加薄膜沉积的均匀性。然而，低压化学气相 沉积需要较高的反应温度，且其反应速率慢。 电浆辅助化学气相沉积系统利用电浆增加前驱物的反应速率，允许在低温的环境 下成长。电浆中的反应物是化学活性较高的离子或自由基，而且基底表面受到离子的撞击 也会使得化学活性提高，这两项因素可促进基底表面的化学反应速率，因此可在较低的温 度即可沉积薄膜。然而，其反应机制复杂，较难控制，容易产生化学污染与微粒污染。
因此，有必要提供一种薄膜沉积均匀、反应速率快，可减少化学污染与微粒污染， 且不需要过高反应温度的化学气相沉积系统。
发明内容
下面将以具体实施例说明一种化学气相沉积系统。 —种化学气相沉积系统，其包括进气装置、抽气装置以及连接于进气装置与抽气 装置之间的反应器，该反应器内设置有用于放置基底的载具，该反应器内位于进气装置与 抽气装置之间设置多个隔板，每一隔板均具有至少一个通孔，相邻两个隔板间的通孔相互 错开。 —种化学气相沉积系统，其包括进气装置、抽气装置以及连接于进气装置与抽气 装置之间的反应器，该反应器内设置有用于放置基底的载具，该反应器内位于进气装置与抽气装置之间设置多个隔板，该多个隔板将反应器内的腔体分隔成多个空间，每相邻两个 空间定义出至少一个通孔，每一空间相对两端的通孔彼此错开。 相对于现有技术，本技术方案的化学气相沉积系统中，该反应器内位于进气装置 与抽气装置之间设置多个隔板，每一隔板均具有至少一个通孔，相邻两个隔板间的通孔相 互错开，从而，用于薄膜沉积的混合气体可在该多个隔板的引导下，依次通过每一隔板的通 孔以及隔板之间的空间到达放置于待薄膜沉积的基底，该多个隔板的设计可通过控制隔板 间距、隔板数量、隔板温度以及载具温度等参数使混合气体浓度更均匀，混合气体中的气化 前驱物裂解更充分以减少副产物的产生，并减少气相反应，从而可在较低的温度下形成薄 膜沉积，反应速率快，且可有效减少由副产物引起的微粒污染与化学污染。
图1是本技术方案第一实施例提供的化学气相沉积系统的示意图。
图2是本技术方案第二实施例提供的化学气相沉积系统的示意图。
图3是本技术方案第三实施例提供的化学气相沉积系统的示意图。
图4是本技术方案第四实施例提供的化学气相沉积系统的示意图。
图5是本技术方案第五实施例提供的化学气相沉积系统的示意图。
具体实施例方式
下面将结合附图和多个实施例对本技术方案的化学气相沉积系统作进一步详细 说明。 请参阅图l，本技术方案第一实施例提供的化学气相沉积系统100，包括进气装置
10、抽气装置20以及连接于进气装置10与抽气装置20之间的反应器30。 该进气装置10与反应器30的一端连接，以可为反应器30提供反应气体。进气装
置10包括第一进气管道11、第二进气管道12、气体混合腔13以及主进气管道14。 第一进气管道11与气体混合腔13相连通，用于将气化前驱物输送至气体混合腔
13。第二进气管道12也与气体混合腔13相连通，用于将辅助性气体输送至气体混合腔13。
该辅助性气体可为氩气、氮气等惰性保护气体，也可为氧化性气体(如氧气)或还原性气体
(如氢气)。该气化前驱物与辅助性气体的类别可根据沉积薄膜的要求而定。并且，该气化
前驱物与辅助性气体的浓度与流速等参数也可根据具体薄膜而定。 气体混合腔13用于混合来自第一进气管道11和第二进气管道12的气体，以使气 化前驱物与辅助性气体混合均匀。气体混合腔13与主进气管道14相连通，以将混合后的 混合气体经由主进气管道14输送至反应器30。 该抽气装置20与反应器30的另一端连接，以可将反应后的气体抽取掉，排出反应 器30，使后续的薄膜沉积能继续进行。优选地，抽气装置20与进气装置10内气体的流速一 致，以使反应器30内的气体维持恒定的压强与流速。 该反应器30内设置有用于放置基底的载具311。本实施例中，该反应器30为圆柱 状空腔体，反应器30具有相对的顶壁31、底壁32以及连接该顶壁31与底壁32的侧壁33。 本实施例中，该顶壁31与底壁32平行。顶壁31开设有用于与主进气管道14相连通的通 孔301。底壁32开设有用于与抽气装置20相连通的通孔302。载具311设置于底壁32。载具311用于承载待沉积薄膜的基底。 反应器30内位于进气装置10与抽气装置20之间设置多个隔板34。隔板34平行 于反应器30的顶壁31。每一隔板34均具有通孔35，且相邻两个隔板34之间的通孔35相 互错开。本实施例中，该反应器30的侧壁33定义出相对的第一侧壁331和第二侧壁332。 该多个隔板34定义为相对的第一隔板341和第二隔板342，其中，该第一隔板341与第二隔 板342间隔设置。该第一隔板341与第二隔板342将反应器30内的腔体分隔出多个空间 303。优选地，该第一隔板341与第二隔板342彼此平行，且第一隔板341与第二隔板342 的表面为平面。 每一第一隔板341具有第一通孔343。该第一通孔343设于第一隔板341与第一 侧壁331之间。每一第二隔板342具有第二通孔344。该第二通孔344设于第二隔板342 与第二侧壁332之间。并且，彼此相邻的第一隔板341与第二隔板342的第一通孔343与 第二通孔344相互错开，且无重叠部分。优选地，各第一隔板341的第一通孔343的开设位 置与大小均相同，各第一通孔343在垂直于顶壁31方向上的投影重叠。相应地，各第二隔 板342的第二通孔344的开设位置与大小均相同，各第二通孔344在垂直于顶壁31方向上 的投影也重叠。该第一通孔343与第二通孔344的形状并不限定，其截面可为月牙形、长方 形、圆形等。 因此，经由主进气管道14进入到反应器30的混合气体可在多个隔板34的导引 下，依序流过第一隔板341的第一通孔343、第一隔板341与第二隔板342之间的空间303、 第二隔板342的第二通孔344、第二隔板342与第二个第一隔板341之间的空间303、第二 个第一隔板341的第一通孔343，如此重复，直至混合气体到达承载于载具311的基底表面。 反应器30内为真空环境，反应器30内的混合气体在各隔板34形成的空间303内流动时可 以增加混合气体分子间的碰撞，使气体混合更均匀，其并不会与外界气体接触，从而减少气 相反应以及由于气体不纯造成的微粒污染。 该化学气相沉积系统100还可进一步包括加热装置50。加热装置50可分别与载 具311及隔板34连接以将载具311与隔板34加热至预定温度。加热装置50可分别将载 具311与隔板34加热至不同的预定温度。优选地，隔板34之间的温度可根据薄膜沉积的 要求控制在8(T至150°之间的任一恒定值。从而，多个隔板34均对气体进行加热，使得 反应器30内的混合气体自始至终均可保持恒温，气体浓度保持一致，使得基底表面的薄膜 沉积更加均匀。 由于混合气体在经由主进气管道14到达待沉积薄膜的基底表面过程中，需流经 各隔板34间的多个空间303，从而加热的隔板34可进一步裂解混合气体中的气化前驱物， 避免该气化前驱物裂解不充分而产生副产物，影响薄膜沉积的品质。 另外，可通过控制各隔板34的间距或隔板34的数目改变各隔板34间形成的空间
303中的混合气体的饱和度与饱和压力，从而改变薄膜沉积的反应速率与薄膜的晶相微结
构，以控制该改薄膜沉积的品质。具体地，可通过降低各隔板34的间距或增加隔板34的数
量来增加混合气体的饱和度与饱和压力，从而提高薄膜沉积的反应速率。 并且，该化学气相沉积系统100结构简单，通过控制隔板34的间距、隔板34的数
量、隔板34的温度以及基底的温度，即可控制薄膜沉积的均匀性与反应速率以得到所需的
薄膜沉积的厚度与品质要求。
请参阅图2，本技术方案第二实施例中的化学气相沉积系统200与第一实施例中 的化学气相沉积系统100大致相同，其不同之处在于，该多个隔板234的表面呈波浪形，混 合气体可沿着两相邻隔板234的波浪表面形成的空间236流动，从而混合气体可更好地与 隔板234接触，使混合气体浓度更均匀，混合气体的气化前驱物裂解更充分。
请参阅图3，本技术方案第三实施例中的化学气相沉积系统300与第一实施例中 的化学气相沉积系统100大致相同，其不同之处在于，该多个隔板334的表面具有多个微凸 起336。同理，混合气体可沿着两相邻隔板334具有微凸起336的表面形成的空间流动，从 而混合气体可更好地与隔板334接触，使混合气体浓度更均匀，混合气体的气化前驱物裂 解更充分。 请参阅图4，本技术方案第四实施例中的化学气相沉积系统400与第一实施例中 的化学气相沉积系统100大致相同，其不同之处在于，该多个隔板434与反应器430的顶壁 431的夹角e为锐角。该多个隔板434的设计可便于混合气体在两相邻隔板434形成的空 间403的流动，控制薄膜沉积的反应速率。优选地，该多个隔板434与顶壁431的夹角e 为10° 45°之间的任一角度。 请参阅图5，本技术方案第五实施例中的化学气相沉积系统500与第一实施例中 的化学气相沉积系统IOO大致相同，其不同之处在于，该每一个隔板534内开设至少一个通 孔535，相邻两个隔板534的通孔535互相错开，即相邻两个隔板534的通孔535互不重叠。 且，该通孔535并不限于开设于隔板534与侧壁533相连接处，其可开设于隔板534内任何 位置。从而，混合气体可经由该隔板534的至少一个通孔535从该层的空间503依次流动 至其下一层的空间503，直至其与基底表面接触反应沉积形成薄膜。 可以理解的是，化学气相沉积系统的反应器并不限于圆柱形空腔体，其可为截面 为椭圆形、多变形等各种形状的空腔体。 相对于现有技术，本技术方案的化学气相沉积系统中，该反应器内位于进气装置
与抽气装置之间设置多个隔板，每一隔板均具有至少一个通孔，相邻两个隔板间的通孔相
互错开，从而，用于薄膜沉积的混合气体可在该多个隔板的引导下，依次通过每一隔板的通
孔以及隔板之间的空间到达放置于待薄膜沉积的基底，该多个隔板的设计可通过控制隔板
间距、隔板数量、隔板温度以及载具温度等参数使混合气体浓度更均匀，混合气体中的气化
前驱物裂解更充分以减少副产物的产生，并减少气相反应，从而可在较低的温度下形成薄
膜沉积，反应速率快，且可有效减少由副产物引起的微粒污染与化学污染。 可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本技术方案的技术构
思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本技术方案权利要求
的保护范围。
权利要求
一种化学气相沉积系统，其包括进气装置、抽气装置以及连接于进气装置与抽气装置之间的反应器，该反应器内设置有用于放置基底的载具，其特征在于，该反应器内位于进气装置与抽气装置之间设置多个隔板，每一隔板均具有至少一个通孔，相邻两个隔板间的通孔相互错开。
2. 如权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于，该反应器包括相对的第一侧 壁与第二侧壁，该多个隔板包括第一隔板与第二隔板，第一隔板与第二隔板间隔设置，该第 一隔板和第二隔板与第一侧壁和第二侧壁相连接且使反应器内的腔体分隔形成多个空间， 每一第一隔板具有第一通孔，每一第二隔板具有第二通孔。
3. 如权利要求2所述的化学气相沉积系统，其特征在于，该第一通孔设于第一隔板与 第一侧壁之间，该第二通孔设于第二隔板与第二侧壁之间。
4. 如权利要求2所述的化学气相沉积系统，其特征在于，该第一隔板与第二隔板彼此 平行。
5. 如权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于，该多个隔板的表面呈波浪形。
6. 如权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于，该多个隔板的表面具有多个 微凸起。
7. 如权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于，该反应器具有与进气装置相 连的顶壁以及与抽气装置相连的底壁，该顶壁平行于底壁，该多个隔板与顶壁之间的夹角 为锐角。
8. 如权利要求7所述的化学气相沉积系统，其特征在于，该多个隔板与顶壁之间的夹 角为10° 45°之间的任一角度。
9. 如权利要求1所述的化学气相沉积系统，进一步包括加热装置，该加热装置分别连 接至载具与多个隔板，以分别将载具与隔板加热至不同的预定温度。
10. —种化学气相沉积系统，其包括进气装置、抽气装置以及连接于进气装置与抽气装 置之间的反应器，该反应器内设置有用于放置基底的载具，其特征在于，该反应器内位于进 气装置与抽气装置之间设置多个隔板，该多个隔板将反应器内的腔体分隔成多个空间，每 相邻两个空间定义出至少一个通孔，每一空间相对两端的通孔彼此错开。
全文摘要
本发明提供一种化学气相沉积系统，其包括进气装置、抽气装置以及连接于进气装置与抽气装置之间的反应器，该反应器内设置有用于放置基底的载具，该反应器内位于进气装置与抽气装置之间设置多个隔板，每一隔板均具有至少一个通孔，相邻两个隔板间的通孔相互错开。
文档编号C23C16/455GK101760728SQ20081030651
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者裴绍凯 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司