[实用新型]一种改善氮化硅薄膜膜厚均一性的炉管石英外管

说明书

本实用新型提供了一种改善氮化硅薄膜膜厚均一性的炉管石英外管，所述石英外管的外表面从上到下设置有粗糙度、颜色、厚度其中一项或多项不同的涂层，所述涂层设置上部涂层、中部涂层和下部涂层。本实用新型是在石英外管的不同区域采用不同的处理方法。使得能够得到均一性更好的氮化硅薄膜。通过加设石英外管的外表面涂层，并改变外表面涂层的能对热辐射造成影响的厚度、颜色、粗糙度的三个参数，通过对三个参数的调整达到调整氮化硅薄膜均一性的目的。且外表面涂层的厚度、颜色、粗糙度三个参数能渐变或分区域的改变。

技术领域

本实用新型涉及一种半导体设备，尤其涉及一种炉管石英外管。

背景技术

炉管沉积氮化硅主要在低压状态下利用氨气与二氯甲烷吸附沉积在硅片表面生成氮化硅薄膜。反应方程式如下：3SiH₂Cl₂+10NH₃→Si₃N₄+6NH₄Cl+6H₂

氮化硅沉积炉管顶部均一性差主要由沉积气体扩散不均匀以及硅片加热不均匀两大原因造成。沉积气体从炉管下部进入，炉管下部反应气体充足。沉积气体在硅片之间扩散较好，所以生长出的薄膜膜厚均一性较好，膜厚均一性一般在1.5％左右。但当沉积气体扩散到炉管顶部时，已被下方硅片消耗了大部分沉积气体。导致了沉积气体无法在硅片之间均匀扩散，使得边缘部分生长速率会比中心部分快，所以生长出的薄膜膜厚均一性较差，膜厚均一性一般在3％左右。但改善气体均匀性的方案很复杂并且改造成本较高，没有可行性。因此改善氮化硅沉积炉管均一性只能从改善加热均一性方向上着手。炉管内热传导主要存在两种模式，一种是热传导，另一种是热辐射。热传导指的是加热器通过加热石英管经反应气体传导到硅片上的热量，这部分热量由于反应气体分布比较平均，热量传导相对比较均匀。热辐射指的是加热器电热丝直接发出辐射照射到硅片上起到加热硅片的作用。然而由于硅片与硅片之间的间距较小，硅片中间部分只能通过反射接收到部分辐射。这导致硅片边缘受到辐射较多，而硅片中心受到辐射较小。由此造成了硅片中间收到的热量比硅片边缘的要少，从而造成了氮化硅生长速率的不同，这就是造成均一性较差的根本原因之一。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种能改善热辐射效果，使氮化硅薄膜膜厚均一性的炉管石英外管。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种改善氮化硅薄膜膜厚均一性的炉管石英外管，所述石英外管的外表面从上到下设置有粗糙度、颜色、厚度其中一项或多项不同的涂层，所述涂层设置上部涂层、中部涂层和下部涂层。

为了进一步优化上述技术方案，本实用新型所采取的技术措施为：

优选的，所述石英外管设置为从上到下为厚度渐薄的涂层。

优选的，所述涂层从上到下的厚度不同；所述上部涂层的厚度大于中部涂层的厚度，所述中部涂层的厚度大于下部涂层的厚度。

优选的，所述涂层为从上到下颜色渐浅的涂层。

优选的，所述涂层从上到下的颜色不同；所述上部涂层为黑色，中部涂层为灰色，下部涂层为灰白色。

优选的，所述涂层为从上到下粗糙度渐小的涂层。

优选的，所述涂层从上到下的粗糙度不同；所述上部涂层为超粗磨砂涂层，中部涂层为粗磨砂涂层，下部涂层为细磨砂涂层。

优选的，所述涂层从上到下的厚度渐薄；所述涂层从上到下的颜色渐浅；所述涂层从上到下的粗糙度渐小。

优选的，所述涂层从上到下的厚度、颜色和粗糙度均不同；所述上部涂层为黑色超粗磨砂涂层，中部涂层为灰色粗磨砂涂层，下部涂层为灰白色细磨砂涂层；所述上部涂层的厚度大于中部涂层的厚度，所述中部涂层的厚度大于下部涂层的厚度。