本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，屬于材料制備加工領(lǐng)域。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)改進(jìn)了加熱式沉積臺(tái)的設(shè)計(jì)，在沉積臺(tái)臺(tái)面的內(nèi)表面鍍覆了一層100nm的氧化鉻薄膜，利用氧化鉻0.8的黑體系數(shù)提高了沉積臺(tái)臺(tái)面接收熱輻射的效率。同時(shí)，對(duì)于密封在沉積臺(tái)內(nèi)部的加熱體，其絕緣體支撐件被設(shè)計(jì)成陶瓷柱陣列，在不影響支撐功能的同時(shí)，提高了加熱體的散熱效率。這些改進(jìn)使得這種新型的高溫加熱沉積臺(tái)的加熱效率與穩(wěn)定性得以大幅提高，并可以在700℃～1000℃溫度段內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定工作，填補(bǔ)了加熱式沉積臺(tái)在高溫段的技術(shù)缺口。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專(zhuān)利摘要】本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，屬于材料制備加工領(lǐng)域。本專(zhuān)利技術(shù)改進(jìn)了加熱式沉積臺(tái)的設(shè)計(jì)，在沉積臺(tái)臺(tái)面的內(nèi)表面鍍覆了一層100nm的氧化鉻薄膜，利用氧化鉻0.8的黑體系數(shù)提高了沉積臺(tái)臺(tái)面接收熱輻射的效率。同時(shí)，對(duì)于密封在沉積臺(tái)內(nèi)部的加熱體，其絕緣體支撐件被設(shè)計(jì)成陶瓷柱陣列，在不影響支撐功能的同時(shí)，提高了加熱體的散熱效率。這些改進(jìn)使得這種新型的高溫加熱沉積臺(tái)的加熱效率與穩(wěn)定性得以大幅提高，并可以在700℃～1000℃溫度段內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定工作，填補(bǔ)了加熱式沉積臺(tái)在高溫段的技術(shù)缺口。【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)
本專(zhuān)利技術(shù)涉及半導(dǎo)體器件材料制備技術(shù)，尤其是涉及一種用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，可應(yīng)用于各種新型薄膜材料的制備。
技術(shù)介紹
化學(xué)氣相沉積(Chemical vapor deposition,簡(jiǎn)稱(chēng)CVD)是一種廣泛應(yīng)用于新型薄膜材料、尤其是半導(dǎo)體器件材料制備的材料制備方法。由于CVD制備材料時(shí)參與反應(yīng)的氣體分子或者離子需要根據(jù)不同工藝沉積在一定溫度的基片上，因此一些CVD系統(tǒng)配備有可自行加熱基片的沉積臺(tái)。在使用CVD系統(tǒng)制備材料時(shí)，高溫促使氣體之間發(fā)生反應(yīng)是一個(gè)重要手段。一般加熱式沉積臺(tái)可以加熱基片至700°C左右，能夠滿足一部分材料制備所需的反應(yīng)條件。然而很多材料例如一些氧化物薄膜的制備需要700°C~1000°C的反應(yīng)溫度，這時(shí)一般的加熱式沉積臺(tái)難以滿足要求。這是因?yàn)槌练e臺(tái)的加熱裝置通常由電阻式發(fā)熱器件供熱，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在一系列問(wèn)題。由于發(fā)熱體材料在高溫下容易發(fā)生形變，會(huì)引起加熱溫度的不均勻；而為發(fā)熱體加裝絕緣體支撐件來(lái)改善其高溫強(qiáng)度又會(huì)引起散熱問(wèn)題，造成發(fā)熱體在高溫段容易自熔斷；另外發(fā)熱體與反應(yīng)氣體接觸容易氧化腐蝕，沉積臺(tái)從發(fā)熱體獲得熱量的效率也不高。這些問(wèn)題限制了加熱式沉積臺(tái)的應(yīng)用價(jià)值，也使一般加熱時(shí)沉積臺(tái)難以在700°C~1000°C溫度段穩(wěn)定工作。針對(duì)CVD系統(tǒng)加熱式沉積臺(tái)的這些問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家和技術(shù)人員提出了很多設(shè)計(jì)方案，以改善沉積臺(tái)的加熱效率與穩(wěn)定性和提高溫度范圍。美國(guó)專(zhuān)利US8461490B2采用密封加熱裝置來(lái)保證發(fā)熱件的穩(wěn)定性，并提高沉積臺(tái)邊緣的加熱功率使得整個(gè)沉積臺(tái)溫度均勻；歐洲專(zhuān)利EP1`359610B1使用兩種不同熱導(dǎo)率的材料復(fù)合構(gòu)成沉積臺(tái)臺(tái)面，以降低垂直方向的溫度梯度，使加熱更均勻；美國(guó)專(zhuān)利US5911896采用兩塊陶瓷面板夾持發(fā)熱體的設(shè)計(jì)，一定程度上增強(qiáng)了了發(fā)熱體材料的高溫強(qiáng)度和穩(wěn)定性；而美國(guó)專(zhuān)利US20070275178更是獨(dú)到地使用流動(dòng)的甘油作為發(fā)熱體材料的散熱載體并幫助其避免氧化腐蝕。這些創(chuàng)新設(shè)計(jì)都對(duì)沉積臺(tái)的加熱效果和效率起到了積極的作用，但是可以實(shí)現(xiàn)的有效溫度并沒(méi)有超過(guò)800°C，而且穩(wěn)定性仍然不理想。為實(shí)現(xiàn)更加高效穩(wěn)定的沉積臺(tái)加熱，突破700°C~1000°C的缺口，為此，需要一種具有新的加熱裝置的沉積臺(tái)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提出一種新型的高溫加熱沉積臺(tái)，進(jìn)一步提高沉積臺(tái)的加熱效率和穩(wěn)定性，并突破700°C~1000°C高溫加熱的技術(shù)缺口。為了實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)的目的，提出以下技術(shù)方案: 一種用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，其特征在于:所述高溫加熱沉積臺(tái)包括沉積臺(tái)臺(tái)面2、沉積臺(tái)基座I和內(nèi)部發(fā)熱裝置，其中， 沉積臺(tái)臺(tái)面2構(gòu)成上層結(jié)構(gòu)，沉積臺(tái)基座I支撐了整個(gè)沉積臺(tái)以及內(nèi)部發(fā)熱裝置，所述沉積臺(tái)基座I和沉積臺(tái)臺(tái)面2構(gòu)成封裝，將所述發(fā)熱裝置密封在內(nèi)部；所述內(nèi)部發(fā)熱裝置包括發(fā)熱部件和支撐部件，所述發(fā)熱部件由發(fā)熱體電極3和發(fā)熱體5構(gòu)成；所述支撐部件由發(fā)熱體支撐托盤(pán)4和陶瓷柱陣列8構(gòu)成。對(duì)發(fā)熱體5形成支撐。所述沉積臺(tái)臺(tái)面2的內(nèi)表面鍍覆的一層氧化鉻鍍層9，成為熱輻射吸收面。所述氧化鉻鍍層9為黑體系數(shù)0.8，IOOnm厚的氧化鉻薄膜。所述發(fā)熱體5呈蛇形布局，兩端為發(fā)熱體電極3。所述發(fā)熱體5為熔點(diǎn)為1400°C的鎳鉻合金Ni80Cr20。所述發(fā)熱體支撐托盤(pán)4和陶瓷柱陣列8是由95瓷制成。所述沉積臺(tái)臺(tái)面2和發(fā)熱體5表面分別設(shè)置沉積臺(tái)測(cè)溫電偶6和發(fā)熱體測(cè)溫電偶7，對(duì)沉積臺(tái)臺(tái)面2和發(fā)熱體5直接進(jìn)行溫度監(jiān)控。所述沉積臺(tái)測(cè)溫電偶6為4-6個(gè)，分別均勻間隔設(shè)置在沉積臺(tái)臺(tái)面2的表面。本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果 (O沉積臺(tái)的發(fā)熱體不與反應(yīng)氣體接觸，不容易氧化腐蝕； (2)發(fā)熱體不易變形，散熱效率較高，加熱均勻； (3)沉積臺(tái)臺(tái)面吸熱效率高，升溫快速、均勻； (4)可在700°C~1000°C的高溫段持續(xù)穩(wěn)定工作。【專(zhuān)利附圖】【附圖說(shuō)明】圖1為高溫加熱沉積臺(tái)的正面示意圖； 圖2為高溫加熱沉積臺(tái)的俯視圖。其中，【權(quán)利要求】1.一種用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，其特征在于:所述高溫加熱沉積臺(tái)包括沉積臺(tái)臺(tái)面(2)、沉積臺(tái)基座(1)和內(nèi)部發(fā)熱裝置，其中，沉積臺(tái)臺(tái)面(2)構(gòu)成上層結(jié)構(gòu)，沉積臺(tái)基座(1)支撐了整個(gè)沉積臺(tái)以及內(nèi)部發(fā)熱裝置，所述沉積臺(tái)基座(1)和沉積臺(tái)臺(tái)面(2)構(gòu)成封裝，將所述發(fā)熱裝置密封在內(nèi)部； 所述內(nèi)部發(fā)熱裝置包括發(fā)熱部件和支撐部件，所述發(fā)熱部件由發(fā)熱體電極(3)和發(fā)熱體(5)構(gòu)成；所述支撐部件由發(fā)熱體支撐托盤(pán)(4)和陶瓷柱陣列(8)構(gòu)成，對(duì)發(fā)熱體(5)形成支撐。2.如權(quán)利要求1所述的用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，其特征在于:所述沉積臺(tái)臺(tái)面(2)的內(nèi)表面鍍覆的一層氧化鉻鍍層(9)，成為熱輻射吸收面。3.如權(quán)利要求2所述的用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，其特征在于:所述氧化鉻鍍層(9)為黑體系數(shù)0.8，厚度IOOnm的氧化鉻薄膜。4.如權(quán)利要求3所述的用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，其特征在于:所述發(fā)熱體(5 )呈蛇形布局，兩端為發(fā)熱體電極(3 )。5.如權(quán)利要求4所述的用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，其特征在于:所述發(fā)熱體(5)為熔點(diǎn)為1400°C的鎳鉻合金Ni80Cr20。6.如權(quán)利要求5所述的用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，其特征在于:所述發(fā)熱體支撐托盤(pán)(4)和陶瓷柱陣列(8)是由(9) (5)瓷制成。7.如權(quán)利要求6所述的用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，其特征在于:所述沉積臺(tái)臺(tái)面(2)和發(fā)熱體(5)表 面分別設(shè)置沉積臺(tái)測(cè)溫電偶(6)和發(fā)熱體測(cè)溫電偶(7)，對(duì)沉積臺(tái)臺(tái)面(2 )和發(fā)熱體(5 )直接進(jìn)行溫度監(jiān)控。8.如權(quán)利要求7所述的用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，其特征在于:所述沉積臺(tái)測(cè)溫電偶(6 )為4-6個(gè)，分別均勻間隔設(shè)置在沉積臺(tái)臺(tái)面(2 )的表面。【文檔編號(hào)】C23C16/46GK103556131SQ201310547569【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日 【專(zhuān)利技術(shù)者】陳良賢, 彭建, 施戈 申請(qǐng)人:北京泰科諾科技有限公司本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于化學(xué)氣相沉積的高溫加熱沉積臺(tái)，其特征在于：所述高溫加熱沉積臺(tái)包括沉積臺(tái)臺(tái)面（2）、沉積臺(tái)基座（1）和內(nèi)部發(fā)熱裝置，其中，沉積臺(tái)臺(tái)面（2）構(gòu)成上層結(jié)構(gòu)，沉積臺(tái)基座（1）支撐了整個(gè)沉積臺(tái)以及內(nèi)部發(fā)熱裝置，所述沉積臺(tái)基座（1）和沉積臺(tái)臺(tái)面（2）構(gòu)成封裝，將所述發(fā)熱裝置密封在內(nèi)部；所述內(nèi)部發(fā)熱裝置包括發(fā)熱部件和支撐部件，所述發(fā)熱部件由發(fā)熱體電極（3）和發(fā)熱體（5）構(gòu)成；所述支撐部件由發(fā)熱體支撐托盤(pán)（4）和陶瓷柱陣列（8）構(gòu)成，對(duì)發(fā)熱體（5）形成支撐。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳良賢，彭建，施戈，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京泰科諾科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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