原子层沉积设备

1.本实用新型涉及半导体薄膜沉积装备技术领域，具体而言，涉及一种原子层沉积设备。


背景技术：

2.石墨具备耐高温，热膨胀系数小，热稳定性好，高温下强度好，易加工等各种优点，被广泛用于各种加热设备的加热基座，但石墨材料耐磨损性较差，易产生石墨粉体，在真空下容易释放吸附气体，严重制约了石墨加热盘的使用，因此在使用时必须对石墨基材进行表面处理。
3.目前通常采用金属有机物化学气相沉积(mocvd)的方法在石墨表面覆盖一层sic薄膜以达到石墨盘表面处理的目的。但mocvd方法沉积sic工艺温度在1100℃
‑
1300℃，工艺温度非常高，并且对石墨加热基座处理的价格非常昂贵。
4.原子层沉积(atomic layer deposition，ald)，是一种特殊的化学气相沉积技术，可以实现单原子层沉积的薄膜制备方法，具有优异的保型性、大面积均匀性和精确的膜厚控制性等特点。但是现有的原子层沉积设备无法控制前驱气体在原子层沉积设备内的流通方向，导致制备工艺时间长，不利于处理石墨盘。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
6.有鉴于此，根据本技术实施例的提出了一种原子层沉积设备，包括：
7.壳体，所述壳体内有腔室；
8.前驱体通入管路，部分所述前驱体通入管路穿过所述壳体，设置在所述腔室的顶部；
9.抽气组件，连通于所述腔室的底部；
10.加热件，用于为所述腔室加热。
11.在本技术实施例的第一种可能的实现方式中，所述壳体由铝材制成，所述壳体的壁厚为1cm至2cm，高度为0.3m至0.6m，内径为13英寸至17英寸。
12.在本技术实施例的第二种可能的实现方式中，所述腔室为圆柱状。
13.在本技术实施例的第三种可能的实现方式中，所述抽气组件包括：
14.抽气管路，连通于所述腔室；
15.真空泵，连接于所述抽气管路。
16.在本技术实施例的第四种可能的实现方式中，原子层沉积设备还包括：
17.压力传感器，连通于所述抽气管路。
18.在本技术实施例的第五种可能的实现方式中，所述前驱体通入管路穿过所述壳体的一端位于所述腔室的中部，所述抽气管路与所述腔室的连通处与所述前驱体通入管路穿过所述壳体的一端相对设置。
19.在本技术实施例的第六种可能的实现方式中，所述加热件包括加热丝，所述加热丝盘设在所述壳体内，位于所述腔室的底部。
20.在本技术实施例的第七种可能的实现方式中，所述前驱体通入管路包括：
21.直管段，所述直管段的一端穿过所述壳体，设置在所述腔室的顶部；
22.弯折段，所述弯折段的一端连通于所述直管段，所述弯折段的另一端朝向所述腔室的底部。
23.在本技术实施例的第八种可能的实现方式中，原子层沉积设备还包括：
24.支架，设置在所述腔室内，所述支架上设置有多支撑件，所述支撑件用于支撑石墨盘。
25.在本技术实施例的第九种可能的实现方式中，原子层沉积设备还包括：
26.第一前驱体输入管，连通于所述前驱体通入管路；
27.第二前驱体输入管，连通于所述前驱体通入管路；
28.控制阀，设置在所述第一前驱体输入管和所述第二前驱体输入管上。
29.相比现有技术，本实用新型至少包括以下有益效果：本技术实施例提供的原子层沉积设备，可以用于处理石墨盘，在工作过程中，将石墨盘设置在壳体的腔室内，通过抽气组件抽离腔室内的气体，通过加热件为腔室进行加热，通过前驱体通入管路向腔室内交替输送前驱体，前驱体在加热件为腔室提供的高温环境下，即可在石墨盘上形成一层致密的材料。通过本技术实施例提供的原子层沉积设备在石墨盘上形成一层致密的材料，能够保护石墨盘，使石墨盘在使用过程中免于反应气体侵蚀；气态源能够深入到石墨盘内部，降低石墨盘孔隙率，减少石墨盘中的气体储存量，从根本上阻绝石墨盘气体释放；能够保障石墨盘上形成的材料层的耐磨度，能够，阻止石墨粉尘的产生；能够对石墨盘进行保型性控制，保证石墨盘片坑的形状尺寸设计，同时保证表面膜层的厚度均匀性；原子层沉积对工艺温度要求低，能够降低生产成本。本技术实施例提供的原子层沉积设备，前驱体通入管路穿过壳体的一端位于腔室的顶部，抽气组件位于腔室的底部，能够使经由前驱体通入管路输送到腔室内的前驱体气流单向流动，能够缩短工艺吹扫时间，便于在石墨盘上形成一层致密的材料。
附图说明
30.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
31.图1为本技术一种实施例提供的芯片单元的结构示意图。
32.其中，图1附图标记与部件名称之间的对应关系为：
33.1壳体、2腔室、3前驱体通入管路、4抽气组件、5加热件、6压力传感器、7支架、8支撑件；
34.301直管段、302弯折段；
35.401抽气管路、402真空泵。
具体实施方式
36.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具
体实施方式对本实用新型进行进一步地详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.如图1所示，根据本技术实施例的一方面提出了一种原子层沉积设备，包括：壳体1，壳体1内有腔室2；前驱体通入管路3，部分前驱体通入管路3穿过壳体1，设置在腔室2的顶部；抽气组件4，连通于腔室2的底部；加热件5，用于为腔室2加热。
38.本技术实施例提供的原子层沉积设备，可以用于处理石墨盘，在工作过程中，将石墨盘设置在壳体1的腔室2内，通过抽气组件4抽离腔室2内的气体，通过加热件5为腔室2进行加热，通过前驱体通入管路3向腔室内交替输送前驱体，前驱体在加热件5为腔室提供的高温环境下，即可在石墨盘上形成一层致密的材料。
39.通过本实施例提供的原子层沉积设备，可以用于沉积氧化铝、氧化钛、氧化铪、氧化镓等材料层，以在石墨盘上形成氧化铝为例，原子层沉积设备工作过程如下：将石墨盘设置在腔室2内，开启抽气组件4，为加热件5上电加热腔室2，在腔室2内的压力和温度达到原子层沉积的要求时，通过前驱体通入管道向腔室2内交替通入第一前驱体和第二前驱体，第一前驱体为铝源，第二前驱体为氧源，即可在石墨盘上形成一侧氧化铝材料，能够降低石墨盘空隙率，减少粉尘脱落。
40.在一些示例中，铝源优选为三甲基铝，氧源优选为水，腔室2内的温度为200℃。
41.通过本技术实施例提供的原子层沉积设备在石墨盘上形成一层致密的材料，能够保护石墨盘，使石墨盘在使用过程中免于反应气体侵蚀；气态源能够深入到石墨盘内部，降低石墨盘孔隙率，减少石墨盘中的气体储存量，从根本上阻绝石墨盘气体释放；能够保障石墨盘上形成的材料层的耐磨度，能够，阻止石墨粉尘的产生；能够对石墨盘进行保型性控制，保证石墨盘片坑的形状尺寸设计，同时保证表面膜层的厚度均匀性；原子层沉积对工艺温度要求低，能够降低生产成本。
42.在一些示例中，加热件5的加热量程为50℃至300℃，能够使腔室2内的工艺温度介于50℃至300℃，通过该工艺温度区间即可促进原子层沉积的进行，较比金属有机物化学气相沉积，大大降低了工艺温度，能够降低生产成本。
43.本技术实施例提供的原子层沉积设备，前驱体通入管路3穿过壳体1的一端位于腔室2的顶部，抽气组件4位于腔室2的底部，能够使经由前驱体通入管路3输送到腔室2内的前驱体气流单向流动，能够缩短工艺吹扫时间，便于在石墨盘上形成一层致密的材料。
44.在一些示例中，壳体1由铝材制成，壳体1的壁厚为1cm至2cm，高度为0.3m至0.6m，内径为13英寸至17英寸。
45.通过壳体1由铝材制成，使得壳体1具备优异的耐腐蚀和耐高温性能，便于原子层沉积的进行。
46.通过壳体1的壁厚为1cm至2cm，高度为0.3m至0.6m，内径为13英寸至17英寸，进一步提供了壳体1的尺寸。
47.通过壳体1的壁厚为1cm至2cm保障了原子层沉积设备的机械强度。
48.通过壳体1高度为0.3m至0.6m，且前驱体通入管路3伸入于壳体1的一端位于腔室2的顶部，限定了前驱体在腔室2内的流通距离，同时保障了腔室2具备足够的高度容纳石墨盘，通过壳体1高度为0.3m至0.6m的选取，可以在腔室2内同时容纳多个石墨盘，能够通过原子层沉积设备同时处理多个石墨盘，进一步提高了生产效率，降低了生产成本。
49.通过壳体1的内径为13英寸至17英寸，可以使壳体1能够容纳不同尺寸的石墨盘，便于通过本实施例提供的原子层沉积设备处理不同规格的石墨盘。
50.在一些示例中，腔室2为圆柱状。
51.通过腔室2为圆柱形，前驱体通入管路3通入腔室2内的一端位于腔室2的顶部，使得前驱体通过前驱体通入管路3输送到腔室2后，能够以顶喷式的形式分布在腔室2内，便于在石墨盘上形成材料层，同时能够保障材料层的均匀性，利于实现前驱体气流的单向流动，缩短工艺吹扫时间。
52.在一些示例中，抽气组件4包括：抽气管路401，连通于腔室2；真空泵402，连接于抽气管路401。
53.通过抽气组件4包括抽气管路401和真空泵402，在原子层沉积设备工作过程中，开启真空泵402即可通过抽气管路401抽取腔室2内的气体，利于使腔室2内的压力达到预期的压力。
54.在一些示例中，原子层沉积设备还包括：压力传感器6，连通于抽气管路401。
55.通过压力传感器6的设置，压力传感器6连通于抽气管路401，而抽气管路401连通于腔室2，使得压力传感器6能够测量获取腔室2内的压力，便于控制腔室2内的压力，利于原子层沉积的进行。
56.在一些示例中，压力传感器6也可以设置在壳体1上连通于腔室2。
57.在一些示例中，压力传感器6可以为真空规，能够降低成本，同时保障压力检测的准确性。
58.在一些示例中，前驱体通入管路3穿过壳体1的一端位于腔室2的中部，抽气管路401与腔室2的连通处与前驱体通入管路3穿过壳体1的一端相对设置。
59.通过前驱体通入管路3穿过壳体1的一端位于腔室2的中部，抽气管路401与前驱体通入管路3相对设置，有利于实现前驱体气流的单向流动，缩短工艺吹扫时间。使得原子层沉积设备特别适用于石墨盘等较为大型的加工对象的处理。
60.在一些示例中，加热件5包括加热丝，加热丝盘设在壳体1内，位于腔室2的底部。
61.通过加热件5包括加热丝，便于加热件5的安装与设置，加热丝盘设在壳体1内，位于腔室2的底部，便于使加热丝产生的热能直接作用到腔室2内，便于尽快提高腔室2内的温度，便于原子层沉积的孙俪进行，同时便于控制腔室2内的温度。具体地，加热丝可以为电阻丝。
62.在一些示例中，前驱体通入管路3包括：直管段301，直管段301的一端穿过壳体1，设置在腔室2的顶部；弯折段302，弯折段302的一端连通于直管段301，弯折段302的另一端朝向腔室的底部。
63.通过前驱体通入管路3包括：直管段301和弯折段302，如图1所示直管段301可以水平设置，直管段301可以沿壳体1的径向方向设置，便于将前驱体平稳地引入到腔室内。弯折段302的设置方向朝向于腔室2的底部，弯折段302可以垂直设置，弯折段302可以沿壳体1的轴向设置。在工作过程中待处理的石墨盘设置在腔室2内，而弯折段302即可朝向于石墨盘，能够使前驱体以顶喷式的形式分布在腔室2内，便于前驱体作用在石墨盘上，利于在石墨盘上形成材料层。
64.在一些示例中，直管段301与弯折段302为一体式结构，能够提高前驱体通入管路3
的机械强度。
65.在一些示例中，原子层沉积设备还包括：支架7，设置在腔室2内，支架7上设置有多支撑件8，支撑件8用于支撑石墨盘。
66.通过支架7的设置，支架7上设置由支撑件8，通过支撑件8可以支撑石墨盘，通过多个支撑件8的设置可以同时在支架7上设置多个石墨盘，使得通过原子层沉积设备可以同时处理多个石墨盘，大大提高了生产效率，能够降低生产成本。
67.如图1所示，支架7可以沿腔室2的高度方向布置，支撑件沿腔室2的径向方向布置，使得石墨盘放置在支撑件8上时呈水平状，便于对石墨盘进行处理，便于材料层的形成。
68.如图1所示，支撑件8可以为四个，通过四个支撑件8的设置使得原子层沉积设备能够同时处理四个石墨盘。
69.在一些示例中，原子层沉积设备还包括：第一前驱体输入管，连通于前驱体通入管路3；第二前驱体输入管，连通于前驱体通入管路3；控制阀，设置在第一前驱体输入管和第二前驱体输入管上。
70.通过第一前驱体输入管和第二前驱体输入管的设置，可以向前驱体通入管路3内输入不同的前驱体，以在石墨盘上形成氧化铝为例，第一前驱体输入管可以连接于铝源的罐体，第二前驱体输入管可以连通于氧源的罐体，通过交替开启第一前驱体输入管和第二前驱体输入管上的控制阀，即可使铝源和氧源交替输送至腔室2内。
71.在本实用新型的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
72.在本实用新型的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
73.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。