气体注入机构的制作方法技术

技术编号：41143169 阅读：5 留言：0更新日期：2024-04-30 18:12

本发明专利技术提供了一种用于气相反应装置的气体注入机构的制作方法，气体注入机构包括位于中间区域的第一气体注入机构，以及位于外围区域的第二气体注入机构。第二气体注入机构的制作方法包括沿着使气体从第二气体注入机构喷出形成旋转气流的旋转方向与位于气相反应装置中和气体注入机构相对设置的承载盘在反应过程中的旋转方向一致的方向形成若干锥体状通道后再形成与所述锥体状通道一一对应连通的管状通道，且设置隔离件将所述第二气体注入机构分隔成相互独立的多个子区域以利于对气流进行精细调节和匹配，从而实现抑制或完全消除反应腔室内涡流，提高气体的利用率。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件及装置，特别涉及一种气体注入机构的制作方法。

技术介绍

1、反应腔室是半导体器件制程中至关重要的腔室，其中气相反应装置的反应腔室是由气体带入反应物及建立流场的。例如，对于通过气相反应生长材料的反应腔室，在进行工艺生长过程中，气体源物料的输送及生长反应后副产物的带走，是通过载气与反应物气体共同建立的反应腔室流场完成的。

2、在气流中承载材料生长基片的承载盘，在材料生长过程中通常是旋转的，而对于承载盘需要旋转的反应腔，由于承载盘的旋转，在承载盘外边缘附近的气流，气体除了有沿着反应腔主轴方向的流动速度，还有被承载盘拖拽形成的切向流动速度。切向流动速度的存在，会增大边缘流场气流的总速度，尤其是承载盘高速旋转的情况下，切向流动速度较大，会在承载盘边缘区域来流方向的流场中产生涡旋。气体涡旋会对腔体的使用带来多方面的负面影响：降低涡流区域及附近区域基片上生长材料的均匀性；降低腔体生长环境及生长工艺的稳定性等。

3、对于气体携带反应物的反应腔室，在进行实际的材料生长过程中，气流流场的分布与形态通常通过对如下三个整体工艺参数进行调整：反应腔工艺总气量、反应腔压力、承载盘转速。通过以上三个整体工艺参数的设定调整，可以在一定的方向和范围内抑制及消除上述气体涡旋；但如此的调整本身就对可用的工艺参数范围产生了限制。并且，在这些整体工艺参数的调整以消除气体涡旋的过程中，往往会增大载气气体和源物料气体的用量，造成源物料使用效率降低，增加了物料耗用量和生长成本。

技术实现思路</p>

1、鉴于现有技术中气相反应装置存在的上述缺陷，本专利技术提供一种气体注入机构的制作方法，以解决上述一个或多个问题。

2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种气体注入机构的制作方法，所述气体注入机构用于气相反应装置，所述气体注入机构包括位于中间区域的第一气体注入机构，以及位于外围区域并且环绕所述第一气体注入机构的第二气体注入机构，其中，所述气相反应装置包括至少一个隔离件，所述隔离件将所述第二气体注入机构分隔成相互独立的多个子区域，所述隔离件沿所述第二气体注入机构的周向以圆周形式分布，或者所述隔离件沿所述气体注入机构的中心至边缘的方向延伸形成在第二气体注入机构中，制作所述第二气体注入机构的方法包括下列步骤：

3、s1：提供一具有一定厚度的主体，所述主体包括相对设置的第一侧和第二侧，所述第一侧配置为出气侧，定义一与所述主体的第一侧所在面垂直且经过所述气体注入机构出气面的几何中心的主轴线；

4、s2：沿着使气体从所述第二气体注入机构喷出形成旋转气流的旋转方向与位于所述气相反应装置中和所述气体注入机构相对设置的承载盘在反应过程中的旋转方向一致的方向，使用具有一锥顶角的圆锥形钻头沿第一方向自所述第一侧对所述主体开凿，获得若干锥体状通道，每个所述锥体状通道的锥底位于所述第一侧，每个所述锥体状通道的锥顶位于所述第一侧与所述第二侧之间的所述主体中；

5、s3：使用具备一直径的圆柱形钻头沿第二方向自每个所述锥顶向所述第二侧开凿，或者自所述第二侧向每个所述锥顶开凿，获得若干管状通道，所述管状通道与所述锥体状通道一一对应连通以形成若干在厚度方向上贯穿所述主体的第二气体输送通道；

6、其中，定义经过所述锥体状通道的底面形心o点的关于所述主轴线的切平面为所述锥体状通道的底面形心o点所在切平面，在至少部分所述第二气体输送通道中，所述第一方向使所述锥体状通道的锥轴在其底面形心o点所在切平面上的投影与所述主轴线之间具有角所述第二方向使所述管状通道的管轴在所述锥体状通道的底面形心o点所在切平面上的投影与所述主轴线之间具有角所述角和角中至少一个不为0，从而使得至少部分所述第二气体输送通道形成为旋转气流通道。

7、可选地，在至少部分所述第二气体输送通道中，所述第一方向还使所述旋转气流通道的所述锥轴所在的垂面与所述锥体状通道的底面形心所在的切平面之间具有角θ1，所述第二方向还使所述管轴所在的垂面与所述锥体状通道的底面形心所在的切平面之间具有角θ2，并且所述角θ1和所述角θ2中至少一个不为0，其中，定义：经过所述锥体状通道的底面形心o点并平行于所述主轴线的直线为o点的轴向线，经过所述管轴在所述管状通道与所述锥体状通道连接处的端点o2点并平行于所述主轴线的直线为o2点的轴向线，所述锥轴所在的垂面为所述锥轴与o点的轴向线张成的平面，所述管轴所在的垂面为所述管轴与o2点的轴向线张成的平面。

8、可选地，定义一主轴线，所述主轴线与所述主体的第一侧所在面垂直经过所述气体注入机构的几何中心，所述气体注入机构的制作方法还包括：

9、对所述主体开凿形成与所述主轴线平行的垂直气流通道，使所述第二气体注入机构包括所述垂直气流通道。

10、可选地，在同一板材上加工出所述第一气体注入机构和所述第二气体注入机构，或者在不同板材上分别加工出所述第一气体注入机构和所述第二气体注入机构。

11、可选地，所述气相反应装置具有反应腔室，所述反应腔室设有顶板，所述顶板设有若干所述隔离件。

12、可选地，所述隔离件为所述顶板向所述第二气体注入机构的第二侧方向凸出的棱。

13、可选地，所述气相反应装置具有反应腔室，所述隔离件形成为由所述第二气体注入机构的第二侧向所述顶板方向凸出的棱。

14、可选地，当所述隔离件沿所述第二气体注入机构的周向以圆周形式分布，所述隔离件将所述第二气体注入机构划分为至少两个同心环形的子区域。

15、可选地，当所述隔离件沿所述气体注入机构的中心至边缘的方向延伸形成在第二气体注入机构中，所述隔离件将第二气体注入机构划分为至少两个扇环形的子区域。

16、可选地，至少两个所述扇环形的子区域的面积相同。

17、如上所述，本专利技术的气体注入机构的制作方法具有以下有益效果：

18、本专利技术的气体注入机构用于气相反应装置，包括位于中间区域的第一气体注入机构，以及位于外围区域环绕第一气体注入机构的第二气体注入机构，第二气体注入机构包括若干第二气体输送通道，经所述制作方法使得至少部分第二气体输送通道包括管状通道及锥体状通道，锥体状通道的锥顶与管状通道连接，锥体状通道的锥底为出气面，并且出气面为非圆形出气面。锥体状通道的锥轴在其底面形心o点所在切平面上的投影与主轴线之间具有角与所述锥体状通道连通的管状通道的管轴在所述锥体状通道的底面形心o点所在切平面上的投影与主轴线之间具有角并且角和角中至少一个不为0，第二气体输送通道的上述特殊设置，使得位于外围区域的第二气体沿着所述第二气体输送通道喷出形成旋转气流，并且旋转气流的方向与反应装置中的承载盘在反应过程中的旋转方向一致，所述旋转气流具有切向的速度和动量，使得反应腔室内中间流场气流与边缘流场气流的相对速度减小，因此使得反应腔室内的流场在边缘区域的流动撞击混合及流线转向过程更平稳，由此抑制或完全消除反应腔室内涡流的产生，使得反应腔流场的层流特性更加稳定。同时也扩大了整体工艺参本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种气体注入机构的制作方法，所述气体注入机构用于气相反应装置，所述气体注入机构包括位于中间区域的第一气体注入机构，以及位于外围区域并且环绕所述第一气体注入机构的第二气体注入机构，其特征在于，所述气相反应装置包括至少一个隔离件，所述隔离件将所述第二气体注入机构分隔成相互独立的多个子区域，所述隔离件沿所述第二

2.根据权利要求1所述的气体注入机构的制作方法，其特征在于，在至少部分所述第二气体输送通道中，所述第一方向还使所述旋转气流通道的所述锥轴所在的垂面与所述锥体状通道的底面形心所在的切平面之间具有角θ1，所述第二方向还使所述管轴所在的垂面与所述锥体状通道的底面形心所在的切平面之间具有角θ2，并且所述角θ1和所述角θ2中至少一个不为0，其中，定义：经过所述锥体状通道的底面形心O点并平行于所述主轴线的直线为O点的轴向线，经过所述管轴在所述管状通道与所述锥体状通道连接处的端点O2点并平行于所述主轴线的直线为O2点的轴向线，所述锥轴所在的垂面为所述锥轴与O点的轴向线张成的平面，所述管轴所在的垂面为所述管轴与O2点的轴向线张成的平面。

3.根据权利要求1所述的气体

4.根据权利要求1所述的气体注入机构的制作方法，其特征在于，在同一板材上加工出所述第一气体注入机构和所述第二气体注入机构，或者在不同板材上分别加工出所述第一气体注入机构和所述第二气体注入机构。

5.根据权利要求1所述的气体注入机构的制作方法，其特征在于，所述气相反应装置具有反应腔室，所述反应腔室设有顶板，所述顶板设有若干所述隔离件。

6.根据权利要求5所述的气体注入机构的制作方法，其特征在于，所述隔离件为由所述顶板向所述第二气体注入机构的第二侧方向凸出的棱。

7.根据权利要求1所述的气体注入机构的制作方法，其特征在于，所述气相反应装置具有反应腔室，所述反应腔室设有顶板，所述隔离件形成为由所述第二气体注入机构的第二侧向所述顶板方向凸出的棱。

8.根据权利要求1所述的气体注入机构的制作方法，其特征在于，当所述隔离件沿所述第二气体注入机构的周向以圆周形式分布，所述隔离件将所述第二气体注入机构划分为至少两个同心环形的子区域。

9.根据权利要求1所述的气体注入机构的制作方法，其特征在于，当所述隔离件沿所述气体注入机构的中心至边缘的方向延伸形成在第二气体注入机构中，所述隔离件将第二气体注入机构划分为至少两个扇环形的子区域。

10.根据权利要求9所述的气体注入机构的制作方法，其特征在于，至少两个所述扇环形的子区域的面积相同。

...

【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的气体注入机构的制作方法，其特征在于，在至少部分所述第二气体输送通道中，所述第一方向还使所述旋转气流通道的所述锥轴所在的垂面与所述锥体状通道的底面形心所在的切平面之间具有角θ1，所述第二方向还使所述管轴所在的垂面与所述锥体状通道的底面形心所在的切平面之间具有角θ2，并且所述角θ1和所述角θ2中至少一个不为0，其中，定义：经过所述锥体状通道的底面形心o点并平行于所述主轴线的直线为o点的轴向线，经过所述管轴在所述管状通道与所述锥体状通道连接处的端点o2点并平行于所述主轴线的直线为o2点的轴向线，所述锥轴所在的垂面为所述锥轴与o点的轴向线张成的平面，所述管轴所在的垂面为所述管轴与o2点的轴向线张成的平面。

3.根据权利要求1所述的气体注入机构的制作方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的气体注入机构的制作方法，其特征在于，在同一板材上加工出所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢志刚，张志明，刘雷，
申请(专利权)人：楚赟精工科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人