催化剂增强化学气相沉积设备制造技术

本发明专利技术提供了一种催化剂增强化学气相沉积（ＣＥＣＶＤ）设备，在该ＣＥＣＶＤ设备中，喷头和催化剂支撑体相互独立。该ＣＥＣＶＤ设备具有在喷头、催化剂丝和基底之间的良好的间隔，并可被净化以防止在低温下运行的部分上形成的污染。该ＣＥＣＶＤ设备包括：反应室；喷头，用于将反应气体引入到反应室中；催化剂丝，用于分解反应气体；催化剂支撑体，用于支撑催化剂丝；基底，已分解的气体沉积在其上；基底支撑体，用于支撑基底。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种催化剂增强化学气相沉积(CECVD)设备，更具体地讲，涉及一种具有简化结构的CECVD设备，该简化结构包括相互独立的喷头和催化剂支撑体。该CECVD设备具有在喷头、催化剂丝(catalyst wire)和基底之间的良好的间隔，并防止在低温下运行的部分上形成的污染。
技术介绍
在制造半导体器件、显示装置等中，化学气相沉积(CVD)方法被广泛地用来在基底上形成薄膜。CVD方法包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积，等等。等离子体增强化学气相沉积(PECVD)通过沉积和/或活化等离体中的源气体来形成膜。热化学气相沉积通过加热基底从而引发化学反应来形成膜。另一种CVD方法是“加热元件CVD”(heating element CVD)，该方法通过采用保持在高温的加热元件沉积和/或活化源气体来形成膜。加热元件CVD设备包括真空室，源气体被引入到其中；加热元件，包括具有高熔点的金属，如钨等，加热元件保持在大约1,000℃至大约2,000℃的高温。源气体引入之后，当其经过加热元件的表面时被分解或被活化。然后，分解的或活化的源气体到达基底，在基底的表面上沉积薄膜。采用丝状加热元件的热丝CVD(hot wire CVD)是加热元件CVD方法的一个例子。另一种加热元件CVD方法是催化剂增强气相沉积(CECVD)，在该CECVD方法中，加热元件经历催化反应以分解或活化源气体。在CECVD中，当源气体经过催化剂的表面时被分解或被活化，从而有利地降低基底的温度。对比地，热化学气相沉积仅利用基底的热量来引发化学反应。此外，与PECVD不同，CECVD不使用等离子体，从而防止由等离子体引起的对基底的损害。因此，CECVD被期望作为一种用于具有改进的集成、性能和精细间矩的下一代半导体装置、显示装置等的膜生长的方法。图1是示出根据现有技术的CECVD设备的示意图。如图1所示，CECVD设备包括室1，室1具有侧壁，真空泵(未示出)通过排出管2连接到侧壁。真空泵可抽吸室1至例如大约1×10-6Pa的压力。此外，室1连接到气体供应管3，气体供应管3向室1供应用于生长薄膜的反应气体。用于生长多晶硅层的基底S通过真空进片(loadlock chamber)装载到室1内的基底支撑体4上。基底支撑体4可以是涂覆有SiC的石墨基座(graphite susceptor)，并被位于室1外部的加热器6加热。催化剂丝8位于气体供应管3的端部的喷头7和基底支撑体4之间。热电偶9附于基底支撑体4，用于测量基底S的温度。图2是图1中示出的CECVD设备的剖视图，该CECVD设备包括催化剂丝、催化剂支撑体、基底支撑体和喷头。如图2所示，根据现有技术的CECVD设备包括与气体供应管3连通的喷头7，并包括面向室1内部的多个注射孔72。催化剂丝8邻近喷头7并被催化剂支撑体84支撑。此外，气管82向催化剂丝8供应气体。在这样的CECVD设备中，催化剂丝8邻近喷头7，并不能防止在低温下运行的催化剂丝8的部分上形成的污染。除了用于供应反应气体的气体供应管3外，还设置了用于向催化剂丝8供应气体的气管82，从而使喷头7的构造复杂化。该构造使得难以维护喷头7和在室1中均匀地供应反应气体。此外，该构造使得调节喷头7和基底S之间的距离D、喷头7和催化剂丝8之间的距离d1、催化剂丝8和基底之间S的距离d2非常困难。距离D、d1、d2是重要的并易于更改以调节反应气体的引入、分解、化合和排放。因此，为了改进室内的反应，调节这些距离是重要的。
技术实现思路
在本专利技术的实施例中，催化剂增强化学气相沉积(CECVD)设备具有简化结构，在该简化结构中，喷头和催化剂丝相互独立。该CECVD设备保持喷头、催化剂丝和基底之间的良好的距离，并防止在低温下运行的部分的污染。根据本实施例的CECVD设备包括反应室；喷头，用于将反应气体引入到反应室中；催化剂丝，用于分解通过喷头引入的气体；催化剂支撑体，用于支撑催化剂丝；基底，通过催化剂丝分解的气体沉积在其上；基底支撑体，用于支撑基底。在专利技术的实施例中，催化剂支撑体包括用于向催化剂丝供应气体的气体供应管和用于在反应前净化反应室内部的净化气体供应管。基底支撑体和喷头之间的距离是可调节的。催化剂支撑体和催化剂丝的距离、催化剂支撑体和喷头之间的距离以及催化剂支撑体和基底支撑体之间的距离均是可调节的。催化剂支撑体包括用于供应气体的供应单元和安装在供应单元中的支撑单元。该构造允许催化剂支撑体在支撑催化剂丝的同时具有可变的长度。供应单元和支撑单元之间的结合处可设置在基底支撑体之下。此外，供应单元和支撑单元可以以任何合适的方法相互结合，使得支撑单元具有可变的长度。例如，供应单元和支撑单元可螺纹连接在一起，采用一个或更多的销紧固，或通过气压固定在一起。在专利技术的实施例中，通过喷头引入的反应气体包括单一气体或包含硅的混合气体。包含硅的合适的反应气体的非限制性例子包括SiH4和SiH4/H2。根据专利技术的另一实施例，供应给催化剂丝的气体包含氢。包含氢的合适的气体的非限制性例子包括H2、H2/NH3、NH3和H2/SiH4。附图说明通过结合附图进行下面的描述，本专利技术的这些和其它特点及优点将会变得更加清楚，在附图中图1是示出根据现有技术的催化剂增强化学气相沉积(CECVD)设备的示意图；图2是图1的现有技术CECVD设备的剖视图；图3是根据本专利技术实施例的CECVD设备的剖视图；图4A是根据本专利技术实施例的催化剂支撑体的支撑单元到供应单元的连接处的剖视图；图4B是根据本专利技术另一实施例的催化剂支撑体的支撑单元到供应单元的连接处的剖视图；图4C是根据本专利技术又一实施例的催化剂支撑体的支撑单元到供应单元的连接处的剖视图； 图5是示出根据本专利技术实施例的在CECVD设备中的气体流动的示意图。具体实施例方式现在将参照附图对本专利技术的示例性实施例进行描述。然而，为说明性的目的描述这些实施例，本领域的普通技术人员理解可对描述的实施例作出更改。图3是根据本专利技术实施例的催化剂增强化学气相沉积(CECVD)设备的剖视图。CECVD设备包括催化剂丝、催化剂支撑体、基底支撑体和喷头。CECVD设备包括反应室801；喷头807，用于将反应气体引入到反应室801内；催化剂丝808，用于分解通过喷头807引入的气体；催化剂支撑体800，用于支撑催化剂丝808；基底S1，已分解的气体沉积在其上；基底支撑体804，用于支撑基底S1。在反应室801中，喷头807与气体供应管803连通以将气体引入到反应室801内。通过气体供应管803供应的气体通过注射孔872被注射到喷头807中。然后注射气体通过催化剂丝808被分解，催化剂丝808与喷头807隔开距离d3。然后已分解的气体沉积在基底S1上，基底S1与催化剂丝808隔开距离d4。催化剂支撑体800支撑催化剂丝808并包括用于向催化剂丝808供应气体的气体供应管850。气体供应管850经由反应室801延伸并与用于支撑催化剂丝808的固定体810连通。此外，催化剂支撑体800包括用于在反应发生前净化反应室801内部的净化气体供应管840。与气体供应管850相同，净化气体供应管840经由反应室801延伸并通过催化剂支撑体800与反应室801的内部连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂增强化学气相沉积设备，所述设备包括：反应室；喷头，用于将反应气体引入到所述反应室中；催化剂丝，用于分解所述反应气体；催化剂支撑体，用于支撑所述催化剂丝，所述催化剂支撑体具有可调节的长度；基底，用于接收通过所述催化剂丝分解的气体；基底支撑体，用于支撑所述基底。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：姜熙哲，古野和雄，金汉基，金明洙，
申请(专利权)人：三星移动显示器株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]