本发明专利技术提供了一种化学气相沉积装置和化学气相沉积方法，所述化学气相沉积装置包括反应腔体；所述反应腔体的底部设置有用于承托基片的样品台，所述样品台的顶面位于所述反应腔体的内腔中；所述反应腔体的顶面设置有电场装置，用于形成垂直于所述基片表面的电场，所述电场装置正对所述样品台的顶面；所述反应腔体开设有第一入口、第二入口和出口，所述第一入口和第二入口相对设置，所述反应腔体通过所述第一入口和第二入口连接有雾化装置，所述雾化装置连通有载气源。本发明专利技术引入电场装置以形成垂直于基片表面的电场，可以实现无损伤或低损伤的低温化学气相沉积，且能提升反应腔体内的雾雾相流场均匀性。雾雾相流场均匀性。雾雾相流场均匀性。
【技术实现步骤摘要】
一种化学气相沉积装置和化学气相沉积方法
[0001]本专利技术属于气相沉积
，涉及一种化学气相沉积装置和化学气相沉积方法。
技术介绍
[0002]化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，简称CVD）是指化学气体或蒸汽在基质表面反应合成涂层或纳米材料的方法，是半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术，包括大范围的绝缘材料，大多数金属材料和金属合金材料。
[0003]CN112813414B公开了一种化学气相沉积系统，包括：反应腔，所述反应腔包括中空的壳体，所述壳体水平放置，所述中空的壳体的两侧具有进气口、排气口和/或操作口，气体从进气口沿水平方向进入反应腔；水平放置在所述反应腔内第一基座和第二基座，第一基座和第二基座与进气口的距离相同，所述反应腔被所述第一基座和第二基座分为上腔体和下腔体，待处理晶片放置在所述第一基座和第二基座上，处于上腔体中，其中所述第一基座包括第一可旋转基座和第一可旋转基座外围的第一外盒，所述第二基座包括第二可旋转基座和第二可旋转基座外围的第二外盒，第一外盒与第二外盒接触或具有第一间隙，第一可旋转基座和第二可旋转基座在气流入口处相向旋转，并且在第一可旋转基座和第二可旋转基座距离最近处旋转方向与气流方向相同。
[0004]但是，现有的化学气相沉积装置及方法多在很高的温度下进行沉积，而高温会对基材或沉积层造成破坏，导致缺陷的产生。并且，很多CVD装置需要在真空状态下进行沉积，沉积成本较高。并且，化学气相沉积装置中，化学气体或蒸汽的流场均匀性仍需提高。
[0005]因此，亟需开发一种化学气相沉积装置，能够降低沉积温度并减少基片和沉积薄膜的损伤，并能够提升装置内的流场均匀性。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种化学气相沉积装置和化学气相沉积方法。本专利技术引入电场装置以形成垂直于基片表面的电场，为沉积反应过程提供能量，使得雾可在低温下发生反应，在基片表面沉积形成薄膜，且电场难以对基片造成损伤，从而可以实现无损伤或低损伤的低温化学气相沉积；同时，反应腔体上相对设置的第一入口和第二入口，使携带雾的载气分两股进入反应腔体中，这两股气流会发生碰撞，能起到一定的整流效果，提升反应腔体内的雾相流场均匀性。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种化学气相沉积装置，所述化学气相沉积装置包括反应腔体；
[0009]所述反应腔体的底部设置有用于承托基片的样品台，所述样品台的顶面位于所述反应腔体的内腔中；所述反应腔体的顶面设置有电场装置，用于形成垂直于所述基片表面的电场，所述电场装置正对所述样品台的顶面；
[0010]所述反应腔体开设有第一入口、第二入口和出口，所述第一入口和第二入口相对设置，所述反应腔体通过所述第一入口和第二入口连接有雾化装置，所述雾化装置连通有载气源。
[0011]本专利技术提供了一种化学气相沉积装置，设置的雾化装置可使原料液形成雾，载气源提供的载气可携带雾进入反应腔体中，并引入电场装置以形成垂直于基片表面的电场，为沉积反应过程提供能量，使得雾可在低温下发生反应，在基片表面沉积形成薄膜，且电场难以对基片造成损伤，从而可以实现无损伤或低损伤的低温化学气相沉积，甚至实现室温化学气相沉积，能大大提高沉积薄膜的质量，并且绿色节能；
[0012]同时，反应腔体上相对设置的第一入口和第二入口，使携带雾的载气分两股进入反应腔体中，这两股气流会发生碰撞，能起到一定的整流效果，提升反应腔体内的雾相流场均匀性。
[0013]可选地，所述样品台的部分或整体设置在所述反应腔体的内腔中。
[0014]优选地，所述反应腔体连接有至少1个所述雾化装置，所述“至少1个”例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个等。当所述反应腔体连接至少2个所述雾化装置时，所述至少2个所述雾化装置并联设置。
[0015]优选地，所述电场装置包括电极板，所述电极板带有与所述基片或所述样品台相反的电荷，所述电极板与所述基片或所述样品台之间形成电场。
[0016]示例性地，当电极板带有正电荷时，也就是为正电极时，所述基片或所述样品台带有负电荷，也就是作为负电极；当电极板带有负电荷时，也就是为负电极时，所述基片或所述样品台带有正电荷，也就是作为正电极。
[0017]优选地，所述电场的强度为10
‑
1000V/cm，例如可以是10V/cm、20V/cm、30V/cm、40V/cm、50V/cm、60V/cm、70V/cm、100V/cm、200V/cm、300V/cm、400V/cm、500V/cm、600V/cm、700V/cm、800V/cm、900V/cm或1000V/cm等，可以使得雾中的原料分解并沉积。
[0018]优选地，所述电极板与所述样品台的顶面之间的距离为2
‑
20mm，例如可以是2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm或20mm等。
[0019]优选地，所述电极板与所述样品台同轴设置。
[0020]优选地，所述电极板的面积大于等于所述基片的面积，使形成的电场可以覆盖基板。
[0021]优选地，所述样品台的内腔中设置有控温组件。
[0022]优选地，所述样品台的内腔中设置有控温组件，所述控温组件包括加热组件和/或冷却组件。以样品台温度为设定值，通过控温组件调控样品台的温度，进而调控基片的温度。
[0023]可选地，所述样品台的底部设置有旋转组件，所述旋转组件用于带动所述样品台旋转，从而带动基片旋转。
[0024]优选地，所述反应腔体包括沿雾的流动方向依次连接的整流段、反应段和排出段；
[0025]所述整流段具有气流收束结构，所述排出段具有气流发散结构，所述反应段的结构包括两端开口的直筒结构，所述整流段的小尺寸端对接所述反应段的输入端，所述反应段的输出端对接所述排出段的小尺寸端。
[0026]本专利技术中，整流段具有气流收束结构，可对进入反应腔室的雾进行整流，使其流入
至反应段前的气流更为平稳，从而提升了后续反应段内的气体流场均匀性；其排出段具有气流发散结构，可防止反应段输出端的气体流速过快，避免气流直接撞击到输出端内壁上形成不稳定流场，增加了缓冲空间，从而能够大大提升反应腔室内的气体流场均匀性，进而提高沉积薄膜的质量。
[0027]优选地，所述排出段开设有至少1个（例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个等）所述出口。
[0028]优选地，所述反应段的顶面设置有所述电场装置，所述反应段的底部设置有所述样品台。
[0029]优选地，所述样品台的顶面与所述反应段的内腔顶面之间的距离为0.5
‑
5mm，例如可以是0.5mm、0.7mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4m本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种化学气相沉积装置，其特征在于，所述化学气相沉积装置包括反应腔体；所述反应腔体的底部设置有用于承托基片的样品台，所述样品台的顶面位于所述反应腔体的内腔中；所述反应腔体的顶面设置有电场装置，用于形成垂直于所述基片表面的电场，所述电场装置正对所述样品台的顶面；所述反应腔体开设有第一入口、第二入口和出口，所述第一入口和第二入口相对设置，所述反应腔体通过所述第一入口和第二入口连接有雾化装置，所述雾化装置连通有载气源。2.根据权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述电场装置包括电极板，所述电极板带有与所述基片或所述样品台相反的电荷，所述电极板与所述基片或所述样品台之间形成电场；所述电场的强度为10
‑
1000V/cm。3.根据权利要求2所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述电极板与所述样品台的顶面之间的距离为2
‑
20mm；所述电极板与所述样品台同轴设置；所述电极板的面积大于等于所述基片的面积；所述样品台的内腔中设置有控温组件。4.根据权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述反应腔体包括沿雾的流动方向依次连接的整流段、反应段和排出段；所述整流段具有气流收束结构，所述排出段具有气流发散结构，所述反应段的结构包括两端开口的直筒结构，所述整流段的小尺寸端对接所述反应段的输入端，所述反应段的输出端对接所述排出段的小尺寸端；所述反应段的顶面设置有所述电场装置，所述反应段的底部设置有所述样品台；所述样品台的顶面与所述反应段的内腔顶面之间的距离为0.5
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5mm。5.根据权利要求4所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述整流段包括依次对接的第一直筒段和渐缩段，所述渐缩段的横截面面积沿雾的流动方向逐渐减小，所述渐缩段的小尺寸端对接所述反应段的输入端；所述第一直筒段的外侧壁开设有所述第一入口和第二入口；所述排出段包括依次对接的渐扩段和第二直筒段，所述渐扩段的横...
【专利技术属性】
技术研发人员：母凤文，郭超，
申请(专利权)人：青禾晶元天津半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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