用于将气体输送到化学气相沉积反应器中的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于将气体输送到化学气相沉积反应器中的气体循环装置(1)，其包括具有第一端(4)和第二端(3)的导管(2)，该第一端(4)旨在通到所述反应器并以射频电势(V)被极化，该第二端(3)以参考电势(V0)被电极化，该装置的特征在于它还包括用于施加电势的装置(10a‑10e)，用于在第一端和第二端之间向所述导管(2)局部地施加至少一个确定的电势，以便以在所述射频电势和参考电势之间的中间电势将所述导管中的气体局部地极化。

A device for conveying gas to a chemical vapor deposition reactor

The present invention relates to a gas circulation device (1) for transporting gas to a chemical vapor deposition reactor, comprising a conduit (2) with a first end (4) and a second end (3), which is designed to access the reactor and polarize with a radio frequency potential (V), and a second end (3) which is electrified with a reference potential (V0). The device is also characterized by a device (10) for applying a potential. A 10e for locally applying at least one definite potential to the conduit (2) between the first and second ends in order to locally polarize the gas in the conduit in the middle potential between the radio frequency potential and the reference potential.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将气体输送到化学气相沉积反应器中的装置
本专利技术涉及一种用于将气体输送到化学气相沉积反应器中的装置，该装置用于电气调节在导管中流动的气体。本专利技术更具体地涉及这样一种装置：它使得能够防止在这种导管中流动的气体由于在通到反应器中的所述导管的出口处施加的电势而局部地经受过大的电场。
技术介绍
通常用其盎格鲁-撒克逊名称“化学气相沉积”(CVD)来称呼化学气相沉积。特别地，这种方法能够用于通过化学反应而由反应气体在基板的表面上沉积出薄膜，特别是用于半导体制造。在此情况下，该反应气体包括前体气体和反应气体，所述前体气体例如通过第一喷射路径被喷射到反应器沉积室中，所述反应气体例如通过与第一喷射路径分开的第二喷射路径被喷射到反应器沉积室中，使得所述反应气体只有在已经进入所述沉积室之后才会混合。在CVD方法的现有变体中，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法是特别令人感兴趣的。它包括通过从射频源供应电能而由反应气体形成等离子体，该射频源在两个电极或该装置的用作电极的两个部分之间生成足够高的射频电势(RFV)差。通过将电子维持在高的激发水平，等离子体提供了在基板的表面上沉积薄膜所需的能量，同时限制了热能的供应。因此，PECVD方法能够在比CVD方法的其它变体显著更低的温度下实施，并且使得能够实现高质量的层沉积。在实践中，将反应气体喷射到所述室中的气体导管的出口一般通过射频源引入射频电势。待处理的基板具有零电势，或者具有至少与电路的地电势相对应的电势。该电势差通过引起反应气体的电离而在所述室内生成等离子体。反应气体使前体气体离解，然后通过前体气体与反应气体的反应而在基板上形成所期望的层，并因此在基板的表面上形成层。然而，在气体导管出口处存在VRF电势具有如下缺点：即使在反应气体进入反应室之前，其也可能导致反应气体(特别是在其各自的循环导管中的前体气体和/或反应物气体)的部分电离。实际上，所述导管的入口或至少其出口上游的部分也处于与电路的地电势相对应的零电势。所述导管的出口和所述导管的上游部分之间的这种电势差可能导致在气体循环导管中形成气体等离子体并降低沉积物的质量。为了解决该问题，已知的是：使用电阻套管(resistivesleeve)，该电阻套管能够采用围绕气体循环导管的由电阻材料制成的护套的形式。以如下方式选择该套管的总电阻，以限制气体中的能量供应，并因此避免击穿和形成等离子体的风险。例如，美国专利6,170,430描述了在气体导管周围使用电阻护套，以沿着所述气体导管形成线性电压梯度。然而，这种电阻护套不足以防止在所述导管中形成等离子体的任何风险，特别是在(例如，由于脉冲气体喷射而导致)所述导管中的压力发生变化的PECVD过程中。实际上，由于所述导管中的气体的局部阻抗取决于压力，因此即使施加线性电压梯度，也可能局部地达到击穿电压。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是通过提出一种气体循环装置来克服现有技术的缺点，该气体循环装置使得能够对在导管中流动的气体进行电气调节，以便防止在所述气体循环导管中形成等离子体。本专利技术的一个目的是一种用于将气体输送到化学气相沉积反应器中的气体循环装置，该气体循环装置包括具有第一端和第二端的导管，该第一端旨在通到所述反应器中，同时以射频电势被极化，该第二端以参考电势被电极化。该装置的特征在于它还包括电势施加器件，该电势施加器件用于在第一端和第二端之间向所述导管局部地施加至少一个确定的电势，以便以在所述射频电势和参考电势之间的中间电势将所述导管中的气体局部地极化。在本文中，“电气调节”是指对在所述导管中流动的气体施加一个或多个确定的电压。根据本专利技术的装置还旨在防止在气体喷射压力存在显著变化的情况下(例如在所述气体的脉冲喷射期间)，在气体循环导管中形成等离子体。根据一个实施例，所述电势施加器件包括至少一个电压源，该至少一个电压源被布置成在所述导管的一部分上施加电势。根据另一实施例，所述电势施加器件包括分压器(voltagedivider)，所述分压器通过两个端子分别电连接到所述导管的第一端和第二端的电势，所述分压器包括多个串联连接的电阻抗模块，两个相继的电阻抗模块之间的至少一个接头电连接到所述导管。该装置有利地包括电阻抗模块，该电阻抗模块具有以下部件中的至少一个：电阻器、电感器、线圈、电容器。根据一个实施例，所述导管包括至少一个导电部分，该导电部分被布置成与在所述导管中流动的气体接触并且被电绝缘部分包围。所述导管可以包括电绝缘部分，该电绝缘部分具有所述导管的区段的形状。另外，所述导管可以包括导电部分，该导电部分具有所述导管的区段的形状。根据一个实施例，所述导管具有大致均匀的内截面。特别地，所述导管可以包括具有管段形状的电绝缘部分。根据一个实施例，所述导管包括至少一个导电部分，该至少一个导电部分具有包括至少一个气体循环通腔的、由导电材料制成的部分的形状。所述通腔能够在所述导电部分中限定非直线气体路径。根据一个实施例，所述导管包括至少一个导电部分，该导电部分具有包括多个允许气体循环的开口的、由导电材料制成的部分的形状。本专利技术的另一目的是提出一种用于化学气体沉积的反应器，该反应器包括一个或多个具有这种电气调节装置的气体循环装置，从而使得能够避免在一个或多个气体循环导管中形成等离子体。根据一个实施例，所述反应器包括两个电极，所述两个电极中的第一电极连接到射频源，并且第二电极连接到地，从而，第一电极和第二电极之间的电势差使得能够形成被喷射到反应器中的所述气体的等离子体。本专利技术的第三个目的涉及一种用于避免在化学气相沉积反应器(例如上述反应器)的气体喷射导管中形成等离子体的方法，所述反应器包括具有第一端和第二端的导管，该第一端通到所述反应器中并且被极化到射频电势，该第二端被电极化到参考电势。所述方法的特征在于它包括：在第一端和第二端之间向所述导管局部地施加至少一个确定的电势，以便以在所述射频电势和参考电势之间的中间电势将所述导管中的气体局部地极化。本专利技术的第四主题涉及通过上述反应器实施的用于化学气相沉积的方法。该方法包括通过上述气体循环装置喷射一种或多种气体，所述一种或多种气体旨在在先前已定位在反应器反应室中的基板的表面上反应。因此，本专利技术使得能够根据所述导管中的位置将预定电势施加到气体上。因此，使得能够沿着所述导管施加任意的电势分布。因此，该电势分布能够是线性的、非线性的、二次的、对数的等等。根据所述导管中的位置，该电势分布也能够是成正比的、成反比的、或者是气体压力分布的函数。所施加的电势分布基本上是分段线性的(linearinpieces)。通过将特定电势施加到每个导电部分，对两个相继的导电部分之间的气体施加上类似地确定的电势差。这生成了取决于导电部分之间的距离和所述电势差的局部电场。能够调制所述局部电势或电场的分布，例如：-通过以非等距的方式布置所述相继的导电部分，或者换句话说，通过在所述导电部分之间插入具有可变长度或不同长度的绝缘部分；和/或-通过向导电部分施加电势，从而为不同的绝缘部分生成不同的电势差。为此目的，例如，能够使用具有不同值的多个相继的电阻抗模块的分压器。当然，本专利技术也能够利用如下部件来实施：-在整个所述导管或其一部分上的具有相同长度的绝缘部分；和/或-在整个所述导管或其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将气体输送到化学气相沉积反应器中的气体循环装置(1)，所述气体循环装置(1)包括具有第一端(4)和第二端(3)的导管(2)，所述第一端(4)旨在通到所述反应器中，同时以射频电势(V5)被极化，所述第二端(3)以参考电势(V0)被电极化，所述装置的特征在于它还包括电势施加器件(10a‑10e)，所述电势施加器件用于在所述第一端和所述第二端之间向所述导管(2)局部地施加至少一个确定的电势，以便以在所述射频电势和所述参考电势之间的中间电势将所述导管中的所述气体局部地极化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.04 FR 16595591.一种用于将气体输送到化学气相沉积反应器中的气体循环装置(1)，所述气体循环装置(1)包括具有第一端(4)和第二端(3)的导管(2)，所述第一端(4)旨在通到所述反应器中，同时以射频电势(V5)被极化，所述第二端(3)以参考电势(V0)被电极化，所述装置的特征在于它还包括电势施加器件(10a-10e)，所述电势施加器件用于在所述第一端和所述第二端之间向所述导管(2)局部地施加至少一个确定的电势，以便以在所述射频电势和所述参考电势之间的中间电势将所述导管中的所述气体局部地极化。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电势施加器件包括至少一个电压源，所述至少一个电压源被布置成在所述导管的一部分上施加电势。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电势施加器件包括分压器，所述分压器通过两个端子分别电连接到所述导管的所述第一端和所述第二端的电势，所述分压器包括多个串联连接的电阻抗模块，两个相继的电阻抗模块之间的至少一个接头电连接到所述导管。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置包括具有以下部件中的至少一种部件的电阻抗模块：电阻器、电感器、线圈、电容器。5.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述导管包括至少一个导电部分(11)，所述至少一个导电部分(11)被布置成与在所述导管中流动的气体接触并且被电绝缘部分(12)包围。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述导管包括具有所述导管的区段的形状的电绝缘部分。7.根据权利要求5或6中的一项所述的装置，其特征在于，所述导管包括具有所述导管的区段的形状的导电部分。8.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述导管具有大致均匀的内截面。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里斯·纳尔，克里斯托弗·博雷安，
申请(专利权)人：库伯斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR