一种用于原子层薄膜沉积的反应装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种用于原子层薄膜沉积的反应装置及方法，属太阳能电池制造装配和加工【技术领域】，包括依次连接的反应沉积腔、反应排空腔和真空系统；所述反应沉积腔内包括硅片承载单元、加热单元、前驱物进料单元、吹扫气体进气单元；本发明通过将至少两种气相前驱体脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上化学吸附并反应，从而形成沉积膜。本发明有效弥补了现有反应装置中产能低、气态反应前驱物在硅片表面分布不均、硅片表面存在温度梯度及气态反应前驱物无法排空等缺陷，大幅提升原子层薄膜沉积装置的硅片产能和沉积速率并有效提高原子层薄膜的沉积质量。
【专利说明】—种用于原子层薄膜沉积的反应装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属太阳能电池制造装配和加工【技术领域】，具体为一种用于原子层薄膜沉积的反应装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着太阳能电池工艺技术持续推进，其中对于薄膜工艺的厚度均匀性及质量的要求日渐升高。传统的CVD沉积技术已很难有效地精确控制薄膜特性及满足日益严苛的工艺技术要求，原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition ;ALD)最初称为原子层外延(Atomic Layer Epitaxy, ALE),也称为原子层化学气相沉积(Atomic Layer ChemicalVapor Deposition, ALCVD)，它利用反应气体与基板之间的气固相反应，来完成工艺的需求，由于可完成精度较高的工艺，因此被视为先进太阳能电池工艺技术的发展关键环节之
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[0003]原子层沉积，是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。原子层沉积是通过将至少两种气相前驱体脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上化学吸附并反应，形成沉积膜的一种方法，当前躯体达到沉积基体表面，它们会在基体表面化学吸附并发生表面反应，在前驱体脉冲之间需要用惰性气体对原子层沉积反应器进行清洗，通过沉积循环不断重复直至获得所需的薄膜厚度。ALD可以通过控制反应周期数简单精确地控制薄膜的厚度，形成达到原子层厚度精度的薄膜；其生长的薄膜没有针孔、均匀、且对薄膜图形的保形性极好。
[0004]美国专利US5483919中公开了一种用于进行原子层薄膜沉积的反应装置，该反应装置包括反应前驱物存储单元、气路单元和反应腔室；反应中，通过将两种不同的气态反应前驱物通过气路单元交替进入反应腔室，垂直地喷洒在硅片表面，沉积形成原子层薄膜。但是该装置存在以下缺陷:(1)硅片承载单元一次仅能承载一片硅片，沉积薄膜的硅片产能低，设备成本高；(2)气态反应前驱物垂直喷洒在硅片表面中心，气流由硅片中心向四周扩散，导致气态反应前驱物利用率低；(3)硅片承载单元底部易残留气态反应前驱物和反应副产物，难以排空以致形成气场涡流区，气场涡流区内的气态反应前驱物和反应副产物难以排空，残留物附着在硅片表面，导致原子层薄膜沉积质量降低。
[0005]美国专利US6015590中也公开了一种用于进行原子层薄膜沉积的反应装置，该装置的硅片承载单元一次可以承载两片硅片，反应腔室内可同时放置多个硅片承载单元，该装置通过增加硅片承载单元数量使硅片产能提高。但是该装置存在以下缺陷:(I)通过增加硅片承载单元数量使硅片产能提高，导致反应腔室的结构复杂，加工维护成本高，硅片数量增加幅度受限；(2)硅片承载单元与硅片之间残留的气态反应前驱物难以排空，残留物附着在硅片表面，导致原子层薄膜沉积质量降低；(3)反应腔室的加热单元分布不均，使反应腔室内壁表面存在温度梯度，使硅片表面存在温度梯度，导致硅片表面原子层薄膜厚度不均；(4)气态反应前驱物通往硅片表面的路径为L形，需经过一个直角转弯后才能到达硅片表面，因此，气态反应前驱物到达硅片表面的动力不强。[0006]综上所述，本领域技术人员需研发一种新的原子层薄膜沉积的反应装置，以解决现有的反应装置中存在娃片产能低、娃片表面存在温度梯度导致气态反应前驱物在娃片表面分布不均、沉积速率慢、气态反应前驱物无法排空等问题。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于原子层薄膜沉积的反应装置及方法，从而提升原子层薄膜沉积装置的硅片产能并有效提高原子层薄膜的沉积质量。
[0008]本发明目的通过下述技术方案来实现:
[0009]本发明提供一种用于原子层薄膜沉积的反应装置，包括:反应沉积腔、反应排空腔和真空系统；所述的反应沉积腔设有菱形中空腔并与所述反应排空腔贯通，所述反应排空腔与所述真空系统连接，所述真空系统用于对所述反应排空腔进行抽气，进而使所述反应沉积腔处于真空状态；
[0010]其中，所述反应沉积腔内包括硅片承载单元、加热单元、前驱物进料单元、吹扫气体进气单元；
[0011]所述硅片承载单元设有若干个硅片承载位且所述硅片承载单元的底部设有若干通气孔，所述硅片承载单元上设有遮挡罩用于密封所述反应沉积腔；
[0012]所述加热单元设在所述反应沉积腔的四个腔壁外侧，用于对所述反应沉积腔进行加热；
[0013]所述前驱物进料单元用于对所述硅片承载单元上的硅片提供气态反应前驱物或对所述反应沉积腔内的气态反应前驱物进行吹扫；
[0014]所述吹扫气体进气单元`用于对所述反应沉积腔与所述硅片承载单元间隙中的气态反应前驱物进行吹扫。
[0015]本发明中所述的承载单元设有若干个硅片承载位，提高了硅片的产能，本发明进一步可通过改变反应沉积腔腔室内的容积，增加承载单元上的硅片承载位，使硅片的产能进一步提高；此外，通过在反应沉积腔的菱形中空腔的腔壁上均设有加热单元，使反应沉积腔的腔壁均匀加热，进而使腔室内的硅片均匀受热。
[0016]优选的，所述反应沉积腔四腔壁的壁厚相等且所述反应排空腔的左右腔壁上均设有所述加热单元。
[0017]本发明设置相同的壁厚使反应沉积腔的腔壁均匀加热；所述反应排空腔的左右腔壁上均设有所述加热单元，使硅片下方边缘处也能更好的加热，硅片表面的温度更均匀。
[0018]优选的，所述反应沉积腔上顶角的两腔壁通过圆弧过渡连接，所述反应沉积腔的上顶角为70°~120°。所述腔壁通过圆弧过渡连接，避免尖角结构，反应沉积腔内的气流易停滞在尖角结构内，导致无法排空气态反应前驱物和反应副产物。
[0019]优选的，所述反应沉积腔内还包括加热气体进气单元，用于喷射热气体使所述硅片承载单元及硅片加热。
[0020]优选的,所述前驱物进料单元、所述加热气体进气单元及所述吹扫气体进气单元均为设有若干出气孔的管状体且相对于所述反应沉积腔可旋转。
[0021]所述前驱物进料单元、所述加热气体进气单元及所述吹扫气体进气单元一端固定在反应沉积腔腔壁上并且相对于腔壁可旋转，另一端伸入至反应沉积腔内部。可旋转的前驱物进料单元、加热气体进气单元及吹扫气体进气单元可通过转动管状体，从而调节管状体上的出气孔的排气方向，所述管状体在反应沉积腔内左右对称设置，使前驱物进料单元更均匀的喷射至硅片表面，加热气体可更均匀的加热硅片，吹扫装置更有方向性的选择吹扫位置。
[0022]优选的，所述前驱物进料单元的出气孔方向与其相邻的腔壁的夹角为30°~330°，所述加热气体进气单元的出气孔方向与其相邻的腔壁的夹角为30°~330°，所述吹扫气体进气单元的出气孔方向与其相邻的腔壁的夹角为0°~180°。
[0023]优选的，所述前驱物进料单元及所述加热气体进气单元上的出气孔在管状体上均匀分布且出气孔的分布范围覆盖各硅片，使出气孔内的气体可均匀的喷射至各硅片表面。
[0024]所述管状体上分布的若干出气孔的分布范围与承载的娃片的位置相对应，使娃片可均匀的受到出气孔内喷射的气态反应前驱物；出气孔内喷射的气态反应前驱物的方向与娃片的径向方向相同，出气孔的分布范围也可大于承载的娃片的分布范围。
[0025]优选的，所述反应排空腔设有横截面为圆形的封闭腔，所述真空系统包括真空管路及真空泵，真空泵通过真空管路连接至所述反应排空腔。所述真空系统上可进一步设有过滤装置。
[0026]优选的，所述反应沉积腔下侧中心位置处开设竖直向下的长方孔，且长方孔与所述反应排空腔的圆形封闭腔相交于长方孔的侧壁，所述长方孔连通所述反应沉积腔与所述反应排空腔。
[0027]本发明还提供一种基于上述所述的用于原子层薄膜沉积的反应装置的反应方法，包括以下步骤:
[0028]S1、将所述反应沉积腔预设温度值和压强值，所述温度值范围为150°C~350°C、压强值范围为0.l-50Torr ；
[0029]S2、所述前驱物进料单元的出气孔喷射平行于硅片的第一气态反应前驱物至硅片表面，当所述硅片表面吸附第一气态反应前驱物达到饱和时，停止喷射第一气态反应前驱物；
[0030]S3、使用真空系统对所述反应排空腔进行抽真空，进而排空所述反应沉积腔内的的剩余第一气态反应前驱物和气态反应副产物；同时，所述吹扫气体进气单元通入热惰性气体对所述反应沉积腔与所述硅片承载单元间隙中的剩余第一气态反应前驱物和气态反应副产物进行吹扫；
[0031]S4、所述前驱物进料单元的出气孔喷射平行于硅片的第二气态反应前驱物至硅片表面，当所述硅片表面吸附第二气态反应前驱物达到饱和时，停止喷射第二气态反应前驱物；
[0032]S5、使用真空系统对所述反应排空腔进行抽真空，进而排空所述反应沉积腔内的的剩余第二气态反应前驱物和气态反应副产物；同时，所述吹扫气体进气单元通入热惰性气体对所述反应沉积腔与所述硅片承载单元间隙中的剩余第二气态反应前驱物和气态反应副产物进行吹扫；
[0033]S6、重复步骤S2~S5，完成硅片表面沉积薄膜。
[0034] 优选的，工艺过程中，所述真空系统始终保持对所述反应排空腔进行抽真空，进而排空所述反应沉积腔内的剩余气态反应前驱物和气态反应副产物，并为所述前驱物进料单元喷射气态反应前驱物至硅片表面提供动力。
[0035]本发明的有益效果:
[0036]1、本发明中所述的硅片承载单元设有若干个硅片承载位，比现有的反应装置大大提高了硅片的产能同时避免了气态反应前驱物的浪费；本发明进一步可通过改变反应沉积腔腔室内的容积，增加承载单兀上的娃片承载位，使娃片的广能进一步提闻。
[0037]2、本发明中所述的反应沉积腔的菱形中空腔的腔壁左右对称且壁厚相等，使反应沉积腔的腔壁均匀加热，有效减小了反应沉积腔腔壁上的温度梯度，进而减小了硅片表面的温度梯度，提高了硅片表面原子层薄膜厚度的均匀性。
[0038]3、本发明中气态反应前驱物的运动方向与硅片表面平行，因此，有利于气态反应前驱物均匀分布在硅片表面，提高了硅片表面原子层薄膜厚度的均匀性和气态反应前驱物的利用率。
[0039]4、本发明所述加热气体进气单元喷射热气流至反应沉积腔内，可缩短硅片加热时间。
[0040]5、本发明中所述反应沉积腔内壁表面采用流线式圆弧面设计，避免了尖角结构设计，消除了反应沉积腔内部的气场涡流。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
`[0042]图1为本发明用于原子层薄膜沉积的反应装置上设有遮挡罩的结构示意图；
[0043]图2为本发明用于原子层薄膜沉积的反应装置承载硅片的结构示意图；
[0044]图3为本发明用于原子层薄膜沉积的反应装置的剖视图；
[0045]图4为本发明用于原子层薄膜沉积的反应装置的结构示意图；
[0046]图5为本发明所述硅片承载单元的结构示意图；
[0047]图6为本发明所述硅片承载单元承载硅片的结构示意图。
[0048]图中标号说明如下:
[0049]1、反应沉积腔；2、反应排空腔；3、真空系统；31、真空管路；32、真空泵；4、硅片承载单元；5、加热单元；6、前驱物进料单元；7、吹扫气体进气单元；8、加热气体进气单元；9、硅片；10、长方孔；11、反应装置后门；12、反应装置前端面；13、遮挡罩。
【具体实施方式】
[0050]以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0051]实施例一
[0052]如图1至图4所示，本发明提供一种用于原子层薄膜沉积的反应装置，包括:反应沉积腔1、反应排空腔2和真空系统3 ;所述的反应沉积腔I设有菱形中空腔并与所述反应排空腔2贯通，所述反应排空腔2与所述真空系统3连接，所述真空系统3用于对所述反应排空腔进行抽气，进而使所述反应沉积腔I处于真空状态；其中，所述反应沉积腔I内包括娃片承载单元4、加热单元5、前驱物进料单元6、吹扫气体进气单元7 ;所述娃片承载单元4设有若干个硅片承载位且所述硅片承载单元的底部设有若干通气孔，所述硅片承载单元4上设有遮挡罩13用于密封所述反应沉积腔I ;所述加热单元5设在所述反应沉积腔I的四个腔壁外侧，用于对所述反应沉积腔I进行加热；所述前驱物进料单元6用于对所述硅片承载单元4上的硅片9提供气态反应前驱物或对所述反应沉积腔I内的气态反应前驱物进行吹扫；所述吹扫气体进气单元7用于对所述反应沉积腔I与所述硅片承载单元4间隙中的气态反应前驱物进行吹扫。所述反应排空腔2设有横截面为圆形的封闭腔，所述真空系统3包括真空管路31及真空泵32，真空泵32通过真空管路31连接至所述反应排空腔2。所述真空系统3上可进一步设有过滤装置。
[0053]如图5、图6所示，本发明中所述硅片承载单元4设有若干个硅片承载位且所述硅片承载单元4的底部设有若干通气孔。使用真空系统3对所述反应排空腔2进行抽真空时，所述气态反应前驱物通过硅片承载单元4底部的通气孔排出后进入反应排空腔2，真空系统3对反应排空腔2进行抽真空，本发明较大的提高了硅片的产能。本发明进一步可通过改变反应沉积腔I腔室内的容积，增加硅片承载单元4上的硅片承载位，使硅片的产能进一步提高；此外，通过在反应沉积腔I的菱形中空腔的腔壁上均设有加热单元5，使反应沉积腔I的腔壁均匀加热，进而使腔室内的硅片9均匀受热。
[0054]如图1、图2所示,所述反应沉积腔I四腔壁的壁厚相等且所述反应排空腔2的左右腔壁上均设有所述加热单元5 ;所述反应沉积腔I内还包括加热气体进气单元8，用于喷射热气体使所述硅片承载单元4及硅片9加热。本发明设置相同的壁厚使反应沉积腔I的腔壁均匀加热；所述反应排空腔2的左右腔壁上均设有所述加热单元5，使硅片9下方边缘处也能更好的加热，硅片9表面的温度更均匀。
[0055]请参照图4，所述反应沉积腔I上顶角的两腔壁通过圆弧过渡连接，所述反应沉积腔I的上顶角为70°~120°。所述腔壁通过圆弧过渡连接，避免`尖角结构，反应沉积腔内的气流易停滞在尖角结构内，导致无法排空气态反应前驱物和反应副产物。此外，通过所述反应沉积腔I下侧中心位置处开设竖直向下的长方孔10，且长方孔10与所述反应排空腔2的圆形封闭腔相交于长方孔10的侧壁，所述长方孔10连通所述反应沉积腔I与所述反应排空腔2，防止在长方孔10与反应排空腔2连接处产生气场涡流区。
[0056]如图3所示，所述前驱物进料单元6、所述加热气体进气单元8及所述吹扫气体进气单元7均为设有若干出气孔的管状体且相对于所述反应沉积腔I可旋转。所述前驱物进料单元6、所述加热气体进气单元8及所述吹扫气体进气单元7 —端固定在反应沉积腔I腔壁上并且相对于腔壁可旋转，另一端伸入至反应沉积腔I内部。可旋转的前驱物进料单元
6、加热气体进气单元8及吹扫气体进气单元7可通过转动管状体,从而调节管状体上的出气孔的排气方向，所述管状体在反应沉积腔I内左右对称设置，使前驱物进料单元6更均匀的喷射至硅片9表面，加热气体可更均匀的加热硅片9，吹扫装置更有方向性的选择吹扫位置。
[0057]请继续参考图4，所述前驱物进料单元6的出气孔方向与其相邻的腔壁的夹角为30°~330°，所述加热气体进气单元8的出气孔方向与其相邻的腔壁的夹角为30°~330°，所述吹扫气体进气单元7的出气孔方向与其相邻的腔壁的夹角为0°~180°。所述前驱物进料单元6及所述加热气体进气单元8上的出气孔在管状体上均匀分布且出气孔的分布范围覆盖各硅片9，使出气孔内的气体可均匀的喷射至各硅片9表面。所述管状体上分布的若干出气孔的分布范围与承载的硅片9的位置相对应，使硅片9可均匀的受到出气孔内喷射的气态反应前驱物；出气孔内喷射的气态反应前驱物的方向与硅片9的径向方向相同，出气孔的分布范围也可大于承载的娃片9的分布范围。
[0058]本实施例中的具体参数为:所述反应沉积腔I预设内部温度220°C,反应沉积腔I预设内部压强5Torr，气态反应前驱物为三甲基铝(TMA)和水(H2O)，加热气体和吹扫气体均为200°C的热氮气(N2),反应沉积腔前端面12至反应沉积腔后门11的长度为300mm，反应沉积腔I菱形通孔边长为200mm，反应沉积腔I的圆弧上顶角α角度为90°，反应沉积腔I壁厚度均为25mm，反应排空腔2圆形封闭腔直径为100mm，深度为285mm，反应沉积腔I下方的长方孔10尺寸为270X40mm。
[0059]其中，所述前驱物进料单元6端部与反应沉积腔前端面12的距离Dl为9mm，前驱物进料单元6出气孔方向与反应沉积腔I壁面的夹角β I为70° ;加热气体进气单元8端部与反应沉积腔前端面12的距离D2为9mm，加热气体进气单元8出气孔方向与反应沉积腔I腔壁的夹角β 2为60° ;吹扫气体进气单元7端部与反应腔室前端面12的距离D3为3mm,吹扫气体进气单元7出气孔方向与反应沉积腔I壁面的夹角β 3为0°。本实施例中，硅片承载单元4承载硅片9数量为250片，2片硅片9为I组，背靠背放置，硅片9在硅片承载单元4内部沿反应沉积腔I轴向均匀排列。
[0060]本发明还提供一种基于上述所述的用于原子层薄膜沉积的反应装置的反应方法，包括以下步骤:
[0061]S1、将所述反应沉积腔I预设温度值和压强值，温度为220°C且压强为5Torr ；
[0062]S2、所述前驱物`进料单元6的出气孔喷射平行于硅片9的第一气态反应前驱物至硅片9表面，当所述硅片9表面吸附第一气态反应前驱物达到饱和时，停止喷射第一气态反应前驱物，所述第一气态反应前驱物为三甲基铝(TMA)和水(H2O)；
[0063]S3、使用真空系统3对所述反应排空腔2进行抽真空，进而排空所述反应沉积腔I内的的剩余第一气态反应前驱物和气态反应副产物；同时，所述吹扫气体进气单元7通入热惰性气体对所述反应沉积腔I与所述硅片承载单元4间隙中的的剩余第一气态反应前驱物和气态反应副产物进行吹扫，所述热惰性气体为热氮气(N2)；
[0064]S4、所述前驱物进料单元6的出气孔喷射平行于硅片9的第二气态反应前驱物至硅片9表面，当所述硅片9表面吸附第二气态反应前驱物达到饱和时，停止喷射第二气态反应前驱物，所述第二气态反应前驱物为水(H2O)；
[0065]S5、使用真空系统3对所述反应排空腔2进行抽真空，进而排空所述反应沉积腔I内的的剩余第二气态反应前驱物和气态反应副产物；同时，所述吹扫气体进气单元7通入热惰性气体对所述反应沉积腔I与所述硅片承载单元4间隙中的的剩余第二气态反应前驱物和气态反应副产物进行吹扫；
[0066]S6、依次循环200个反应周期后，以单原子层生长的方式在娃片9表面沉积20nm厚度的Al2O3薄膜；
[0067]工艺过程中，所述真空系统3始终保持对所述反应排空腔2进行抽真空，进而排空所述反应沉积腔I内的剩余气态反应前驱物和气态反应副产物，并为所述前驱物进料单元6喷射气态反应前驱物至硅片9表面提供动力。本实施例中的反应装置，每25分钟可完成对250片P型硅片9沉积20nm厚度的Al2O3薄膜，产能高达600片/小时。
[0068]实施例二
[0069]在实施一的基础上,与实施例一不同的是:所述反应沉积腔I内部压强3Torr,第一气态反应前驱物为三甲基铝(TMA)和臭氧(O3)，第二气态反应前驱物为臭氧(O3);前驱物进料单元6出气孔方向与反应沉积腔I壁面的夹角β?为90°，加热气体进气单元8端部与反应腔室前端面12的距离D2为3mm。本实施例中的反应腔室，每30分钟可完成对250片P型硅片9沉积20nm厚度的Al2O3薄膜，产能高达500片/小时。
[0070]上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。`
【权利要求】
1.一种用于原子层薄膜沉积的反应装置，其特征在于，包括:反应沉积腔、反应排空腔和真空系统；所述的反应沉积腔设有菱形中空腔并与所述反应排空腔贯通，所述反应排空腔与所述真空系统连接，所述真空系统用于对所述反应排空腔进行抽气，进而使所述反应沉积腔处于真空状态； 其中，所述反应沉积腔内包括娃片承载单元、加热单元、前驱物进料单元、吹扫气体进气单元； 所述硅片承载单元设有若干个硅片承载位且所述硅片承载单元的底部设有若干通气孔，所述硅片承载单元上设有遮挡罩用于密封所述反应沉积腔； 所述加热单元设在所述反应沉积腔的四个腔壁外侧，用于对所述反应沉积腔进行加执.所述前驱物进料单元用于对所述硅片承载单元上的硅片提供气态反应前驱物或对所述反应沉积腔内的气态反应前驱物进行吹扫； 所述吹扫气体进气单元用于对所述反应沉积腔与所述硅片承载单元间隙中的气态反应前驱物进行吹扫。
2.根据权利要求1所述的用于原子层薄膜沉积的反应装置，其特征在于，所述反应沉积腔四腔壁的壁厚相等且所述反应排空腔的左右腔壁上均设有所述加热单元。
3.根据权利要求1所述的用于原子层薄膜沉积的反应装置，其特征在于，所述反应沉积腔上顶角的两腔壁通过圆弧过渡连接，所述反应沉积腔的上顶角为70°~120°。
4.根据权利要求1所述的用于原子层薄膜沉积的反应装置，其特征在于，所述反应沉积腔内还包括加热气体进气单元，用于喷射热气体使所述硅片承载单元及硅片加热。
5.根据权利要求4所述的用于原子层薄膜沉积的反应装置，其特征在于，所述前驱物进料单元、所述加热气体进气`单元及所述吹扫气体进气单元均为设有若干出气孔的管状体且相对于所述反应沉积腔可旋转。
6.根据权利要求5所述的用于原子层薄膜沉积的反应装置，其特征在于，所述前驱物进料单元的出气孔方向与其相邻的腔壁的夹角为30°~330°，所述加热气体进气单元的出气孔方向与其相邻的腔壁的夹角为30°~330°，所述吹扫气体进气单元的出气孔方向与其相邻的腔壁的夹角为0°~180°。
7.根据权利要求5所述的用于原子层薄膜沉积的反应装置，其特征在于，所述前驱物进料单元及所述加热气体进气单元上的出气孔在管状体上均匀分布且出气孔的分布范围覆盖各硅片，使出气孔内的气体可均匀的喷射至各硅片表面。
8.根据权利要求1所述的用于原子层薄膜沉积的反应装置，其特征在于，所述反应排空腔设有横截面为圆形的封闭腔，所述真空系统包括真空管路及真空泵，真空泵通过真空管路连接至所述反应排空腔。
9.根据权利要求8所述的用于原子层薄膜沉积的反应装置，其特征在于，所述反应沉积腔下侧中心位置处开设竖直向下的长方孔，且长方孔与所述反应排空腔的圆形封闭腔相交于长方孔的侧壁，所述长方孔连通所述反应沉积腔与所述反应排空腔。
10.一种基于权利要求1-9任一项所述的用于原子层薄膜沉积的反应装置的反应方法，其特征在于，包括以下步骤: S1、将所述反应沉积腔预设温度值和压强值；.52、所述前驱物进料单元的出气孔喷射平行于硅片的第一气态反应前驱物至硅片表面，当所述硅片表面吸附第一气态反应前驱物达到饱和时，停止喷射第一气态反应前驱物； .53、使用真空系统对所述反应排空腔进行抽真空，进而排空所述反应沉积腔内的的剩余第一气态反应前驱物和气态反应副产物；同时，所述吹扫气体进气单元通入热惰性气体对所述反应沉积腔与所述硅片承载单元间隙中的剩余第一气态反应前驱物和气态反应副产物进行吹扫； .54、所述前驱物进料单元的出气孔喷射平行于硅片的第二气态反应前驱物至硅片表面，当所述硅片表面吸附第二气态反应前驱物达到饱和时，停止喷射第二气态反应前驱物； . 55、使用真空系统对所述反应排空腔进行抽真空，进而排空所述反应沉积腔内的的剩余第二气态反应前驱物和气态反应副产物；同时，所述吹扫气体进气单元通入热惰性气体对所述反应沉积腔与所述硅片承载单元间隙中的剩余第二气态反应前驱物和气态反应副产物进行吹扫； .56、重复步骤S2~S5，完成硅片表面沉积薄膜。
11.如权利要求10所述的反应方法，其特征在于，工艺过程中，所述真空系统始终保持对所述反应排空腔进行抽真空，进而排空所述反应沉积腔内的剩余气态反应前驱物和气态反应副产物，并为所 述前驱物进料单元喷射气态反应前驱物至硅片表面提供动力。
【文档编号】C23C16/44GK103866288SQ201410117716
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】潘龙, 刘 东, 彭文芳, 常青 申请人:北京七星华创电子股份有限公司