化学气相沉积设备与方法技术

本公开涉及一种化学气相沉积设备与方法，化学气相沉积设备包括：反应腔室以及晶舟。反应腔室的底部设有至少一个气体输入部，反应腔室的侧壁上沿其高度方向上设有依次间隔布置的多个抽吸部。抽吸部与反应腔室连通，还用于与抽吸设备相连通。使反应腔室侧壁上沿其高度方向上的多个不同部位的反应气体都同步向外排出，这样能改善相关技术中反应腔室底部至顶部的气体浓度逐渐减小导致的在不同高度位置处的衬底表面上沉积速度不同的缺陷，并使得反应腔室的底部至顶部的气体浓度趋于一致，从而便无需如相关技术中采取提高顶部温度/降低底部温度的方式，能实现晶舟沿其高度方向上的不同位置处的沉积速度相同，从而能提高半导体器件的产出稳定性。件的产出稳定性。件的产出稳定性。

【技术实现步骤摘要】
化学气相沉积设备与方法


[0001]本公开涉及半导体
，特别是涉及一种化学气相沉积设备与方法。

技术介绍

[0002]随着半导体制造技术的发展，化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)作为薄膜制程已经被广泛使用。此外，低压力化学气相沉积法（Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD），广泛用于氧化硅、氮化物、多晶硅沉积，是一种在较低压力条件下进行的化学气相沉积技术。在LPCVD过程中，化学反应通常发生在高温下，将预先指定的化学物质引入到反应腔室中，从而在衬底表面上沉积材料。具体工作时，先将衬底置于密闭的反应腔室中，再将反应气体输送至反应腔室内部，反应气体与衬底在高温环境下发生化学反应能在衬底表面沉积一层薄膜。以氮化硅层的沉积为例，二氯硅烷(SiH2Cl2)、臭氧(O3)、氨气（NH3）等反应气体注入到反应腔室内后能与衬底发生反应以在衬底表面形成氧化硅层。
[0003]相关技术中的反应腔室，为直立的圆柱形结构，例如为炉管。在该反应腔室内，多块衬底从下至上依次排布。气体输入管从反应腔室的底部伸入到反应腔室内，并位于衬底的一侧，使反应气体通入到反应腔室内以在衬底表面成膜，然而，最终生产出的半导体器件的稳定性较低。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种化学气相沉积设备与方法，它能够提高半导体器件的产出稳定性。
[0005]一种化学气相沉积设备，所述化学气相沉积设备包括：反应腔室，所述反应腔室的底部设有至少一个气体输入部，所述反应腔室的侧壁上沿其高度方向上设有依次间隔布置的多个抽吸部，所述抽吸部与所述反应腔室连通，还用于与抽吸设备相连通；以及晶舟，所述晶舟设置于所述反应腔室的内部，所述晶舟沿其高度方向上设有依次间隔布置的用于支撑衬底的多个支撑部。
[0006]在其中一个实施例中，所述化学气相沉积设备还包括设置于所述反应腔室内部的隔离套，所述隔离套的底端设为开口端，所述开口端与所述反应腔室连通，所述晶舟穿设于所述开口端并伸入到所述隔离套内部，所述隔离套的侧壁沿高度方向上设有依次间隔布置的多个出气部，所述出气部与所述反应腔室连通并与所述抽吸部对应设置。
[0007]在其中一个实施例中，所述出气部与所述抽吸部的数量相同，且所述抽吸部与相对应的所述出气部位置相对设置。
[0008]在其中一个实施例中，所述出气部包括绕所述隔离套的中心轴线依次间隔设置的多个出气孔。
[0009]在其中一个实施例中，所述出气部的多个出气孔依次等间隔地布置于所述隔离套
上。
[0010]在其中一个实施例中，所述隔离套的顶端设为封闭端。
[0011]在其中一个实施例中，所述化学气相沉积设备还包括沿所述高度方向依次间隔设置的多个隔离件；所述隔离件与所述隔离套的外壁相连并对应设于相邻两个所述出气部之间，所述隔离件还与所述反应腔室的内壁相连。
[0012]在其中一个实施例中，所述隔离件包括环形密封板，所述环形密封板的内壁与所述隔离套的外壁相适应并密封连接，所述环形密封板的外壁与所述反应腔室的内壁相适应并密封连接。
[0013]在其中一个实施例中，多个所述隔离件依次等间隔布置。
[0014]在其中一个实施例中，所述化学气相沉积设备还包括对应设置于所述抽吸部上的气体控制阀；所述气体控制阀包括气体开度控制阀、气体流量控制阀、气体压力控制阀中的至少一个。
[0015]在其中一个实施例中，所述抽吸部包括连接于所述反应腔室侧壁上的支管，所述化学气相沉积设备还包括主管；多个所述支管均和所述主管相连通，所述主管还用于与所述抽吸设备相连。
[0016]在其中一个实施例中，所述气体输入部设为至少两个，并间隔地设置于所述反应腔室的底部；和/或，所述气体输入部为贯穿设置于所述反应腔室上的气体输入管。
[0017]一种化学气相沉积方法，采用了所述的化学气相沉积设备，所述化学气相沉积方法包括如下步骤：使各个所述抽吸部同步抽吸动作；控制各个所述抽吸部的抽吸效率，使所述抽吸部的抽吸效率在从所述反应腔室的底部至所述反应腔室的顶部的方向上呈增大趋势。
[0018]在其中一个实施例中，所述化学气相沉积方法还包括步骤：检测步骤，检测所述晶舟上多个不同高度位置处的衬底表面上的薄膜沉积厚度大小；判断步骤，根据多个所述薄膜沉积厚度大小进行判断所述晶舟上多个不同高度位置处的沉积速度是否均衡；调整步骤，当判断到多个不同高度位置处的衬底的沉积速度大小不均衡时，通过调整所述晶舟上沉积速度存在差异的衬底所在高度位置对应的抽吸部的抽吸效率，和/或，通过调整所述晶舟上沉积速度存在差异的衬底所在高度位置的温度大小。
[0019]在其中一个实施例中，在使各个所述抽吸部同步抽吸动作步骤之前还包括步骤：将反应气体通过气体输入部输入到反应腔室的内部。
[0020]上述的化学气相沉积设备与方法，在工作时，反应气体通过气体输入部输入到反应腔室的内部，并从反应腔室的底部向上流动，反应气体在流动至反应腔室顶部的过程中会与晶舟上不同高度位置处的衬底发生化学反应并在衬底的表面上沉积形成薄膜。由于反应腔室的侧壁上沿其高度方向上设有依次间隔布置的多个抽吸部，反应腔室通过多个抽吸部均与抽吸设备相连通，各个抽吸部对反应腔室侧壁上沿高度方向上的多个不同部位进行抽吸动作，使反应腔室侧壁上沿其高度方向上的多个不同部位的反应气体都同步向外排出，这样能改善相关技术中反应腔室底部至顶部的气体浓度逐渐减小导致的在不同高度位
置处的衬底表面上沉积速度不同的缺陷，并使得反应腔室的底部至顶部的气体浓度趋于一致，从而便无需如相关技术中采取提高顶部温度/降低底部温度的方式，能实现晶舟沿其高度方向上的不同位置处的沉积速度相同，膜的厚度相同，阈值电压和电学性能得到提高，从而能提高半导体器件的产出稳定性。
附图说明
[0021]图1为相关技术中的化学气相沉积设备的结构示意图。
[0022]图2为本申请一实施例的化学气相沉积设备的结构示意图。
[0023]图3为图2所示结构一实施例的轴向剖视图。
[0024]图4为图2所示结构另一实施例的轴向剖视图。
[0025]图5为图2所示结构的俯视图。
[0026]110、外炉管；120、内炉管；130、晶舟；140、气体输入管；210、反应腔室；211、气体输入部；212、抽吸部；220、晶舟；230、隔离套；231、开口端；232、封闭端；233、出气部；2331、出气孔；234、第一单元区域；240、隔离件；250、第二单元区域；260、气体控制阀；270、主管。
具体实施方式
[0027]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学气相沉积设备，其特征在于，所述化学气相沉积设备包括：反应腔室，所述反应腔室的底部设有至少一个气体输入部，所述反应腔室的侧壁上沿其高度方向上设有依次间隔布置的多个抽吸部，所述抽吸部与所述反应腔室连通，还用于与抽吸设备相连通；以及晶舟，所述晶舟设置于所述反应腔室的内部，所述晶舟沿其高度方向上设有依次间隔布置的用于支撑衬底的多个支撑部。2.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述化学气相沉积设备还包括设置于所述反应腔室内部的隔离套，所述隔离套的底端设为开口端，所述开口端与所述反应腔室连通，所述晶舟穿设于所述开口端并伸入到所述隔离套内部，所述隔离套的侧壁沿高度方向上设有依次间隔布置的多个出气部，所述出气部与所述反应腔室连通并与所述抽吸部对应设置。3.根据权利要求2所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述出气部与所述抽吸部的数量相同，且所述抽吸部与相对应的所述出气部位置相对设置。4.根据权利要求2所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述出气部包括绕所述隔离套的中心轴线依次间隔设置的多个出气孔。5.根据权利要求2所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述隔离套的顶端设为封闭端。6.根据权利要求2所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述化学气相沉积设备还包括沿所述高度方向依次间隔设置的多个隔离件；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：农兴顺，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：