[实用新型]低压化学气相沉积设备

说明书

本实用新型涉及半导体加工设备技术领域，公开了一种低压化学气相沉积设备，用于沉积多晶硅，包括底座、外管以及内管，外管设置在底座上，内管设置于外管的内部且用于提供沉积空间，在外管的内壁上形成有缓冲层。通过在外管的内壁上形成有缓冲层，使得沉积过程中形成的多晶硅不是直接形成在内壁上，而是形成在缓冲层上。在低压高温的LPCVD工艺中，形成在缓冲层上的多晶硅层因热膨胀所带来的应力集中作用到缓冲层上，减小外管所受的应力大小，外管不易产生裂痕。在每一次的设备维护和保养的过程中，无需更换外管，而只需将旧的缓冲层去除、再在外管的内壁上形成新的缓冲层，即可重复进行LPCVD工艺。外管不用报废，能够循环使用，减少浪费，大大降低了成本。

技术领域

本实用新型涉及半导体加工设备技术领域，特别涉及一种低压化学气相沉积设备。

背景技术

化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)是一种化工技术，该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。化学气相沉积主要分为常压化学气相沉积(Atmospheric Pressure CVD，APCVD)、低压化学气相沉积(Low Pressure CVD，LPCVD)以及等离子体增强化学气相淀积(plasma enhanced CVD，PECVD)。低压化学气相沉积设备是低压化学气相沉积工艺的生产设备，在低压高温的条件下，通过化学反应气相外延的方法在衬底上沉积各种功能薄膜(主要是在硅衬底上沉积Si₃N₄及多晶硅薄膜)。

在低压化学气相沉积工艺中，反应气体也会在低压化学气相沉积设备中的外管的内壁上形成一层多晶硅层。而在现有技术中，外管一般为石英制成的外管，石英与多晶硅的线性热膨胀系数相差较大，多晶硅的线性热膨胀系数偏大。在低压高温的LPCVD工艺中，形成在外管的内壁上的多晶硅层的膨胀力度大于外管的膨胀力度，导致外管所受到的应力增加，最终，外管在应力的作用下产生裂痕。在每一次的设备维护和保养的过程中，外管都要报废、无法循环使用，造成了极大的浪费。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题而提出，目的在于提供一种低压化学气相沉积设备。本实用新型的低压化学气相沉积设备通过在外管的内壁形成有缓冲层，使得多晶硅形成在缓冲层上而形成多晶硅层，多晶硅层热膨胀所带来的应力集中作用到缓冲层，减小外管所受的应力大小，外管不易产生裂痕而报废，减少浪费，节约成本。

具体来说，本实用新型提供了一种低压化学气相沉积设备，用于沉积多晶硅，包括：底座、外管以及内管，所述外管设置在所述底座上，所述内管设置于所述外管的内部且用于提供沉积空间，在所述外管的内壁上形成有缓冲层。

相较于现有技术而言，本实用新型提供的低压化学气相沉积设备，在外管的内壁上形成有一层缓冲层，使得多晶硅形成在缓冲层上。在低压高温的LPCVD工艺中，形成在缓冲层上的多晶硅层因热膨胀所带来的应力集中作用到缓冲层上，减小外管所受的应力大小，外管不易产生裂痕。在每一次的设备维护和保养的过程中，无需更换外管，而只需将旧的缓冲层去除、再在外管的内壁上形成新的缓冲层，即可重复进行LPCVD工艺。外管不用报废，能够循环使用，减少浪费，大大降低了成本。此外，缓冲层还具有隔热效果，使得到达外管的热量减小，外管的温度上升减小，不易发生热膨胀，保护外管。

另外，作为优选，所述缓冲层的线性热膨胀系数大于所述外管的线性热膨胀系数，并且小于在沉积过程中形成于所述缓冲层的表面的多晶硅层的线性热膨胀系数。

根据该优选方案，缓冲层的线性热膨胀系数介于外管的线性热膨胀系数以及形成在缓冲层上的多晶硅层的线性热膨胀系数之间，在低压高温的LPCVD工艺中，缓冲层在外管和多晶硅层之间起到缓冲作用，使得外管与多晶硅层之间的膨胀力度变化趋于平缓，减少外管因受热而产生的热膨胀，进一步减小外管所受的应力大小，保护外管。