CN118241186A - 一种气体注入***及薄膜沉积设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体注入***及薄膜沉积设备。气体注入***包括本征气体分流管路、掺杂气体分流管路、流量控制器和进气法兰，本征气体分流管路和掺杂气体分流管路上均设置有流量控制器，进气法兰内设有本征气体流道和掺杂气体流道，本征气体流道和本征气体分流管路连通，掺杂气体流道和掺杂气体分流管路连通，本征气体流道远离本征气体分流管路的一端设置有本征气体出气口，掺杂气体流道远离掺杂气体分流管路的一端设置有掺杂气体出气口，本征气体出气口和掺杂气体出气口均与反应腔连通。本发明实现了本征气体和掺杂气体分离注入反应腔，以实现单独调节膜厚和电阻率，能满足对膜厚与电阻率面内分布轮廓特定的形貌要求。

Description

一种气体注入***及薄膜沉积设备

技术领域

本发明属于薄膜沉积设备技术领域，尤其涉及了一种气体注入***及薄膜沉积设备。

背景技术

为减少原生缺陷对集成电路的影响，薄膜沉积技术被引入集成电路的制造中，尤其是化学气相沉积(CVD)应用的尤为广泛。CVD薄膜具有更少的原生缺陷和更好的表面质量，对于提升集成电路稳定性和良率具有重要意义。

随着集成电路制程的不断发展，对CVD薄膜的生长质量，如膜厚均匀性、电阻率均匀性等要求越发严苛，同时还可能对膜厚与电阻率面内分布轮廓有特定的形貌要求。在CVD反应中，薄膜生长过程主要由反应气体浓度、流量以及反应温度决定，其中反应气体分为本征气体与掺杂气体，二者分别影响薄膜的膜厚与电阻率。现有的薄膜沉积设备中，通常将本征气体与掺杂气体提前混合后，一起注入反应腔室进行生长，膜厚参数与电阻率参数高度耦合，无法实现二者的独立调节。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种气体注入***及薄膜沉积设备，以实现薄膜的膜厚和电阻率的独立调节。

本发明所采用的技术方案如下：

包括本征气体送气管路、掺杂气体送气管路、本征气体分流管路、掺杂气体分流管路、流量控制器和进气法兰；本征气体送气管路和掺杂气体送气管路分别用于将本征气体和掺杂气体导入进气法兰内，本征气体送气管路和掺杂气体送气管路的出口分别与本征气体分流管路和掺杂气体分流管路的入口连通，本征气体分流管路和掺杂气体分流管路的出口均与进气法兰的入口连通，进气法兰的出口与外部的反应腔连通，本征气体分流管路和掺杂气体分流管路上均设有流量控制器。

所述进气法兰的内部设置有本征气体流道和掺杂气体流道，本征气体流道和掺杂气体流道的入口端分别与本征气体分流管路和掺杂气体分流管路的出口连通，所述本征气体流道中远离本征气体分流管路的一端设置有本征气体出气口，所述掺杂气体流道中远离所述掺杂气体分流管路的一端设置有掺杂气体出气口；

所述进气法兰沿着自身厚度方向设置有贯通的贯通腔，所述本征气体出气口和掺杂气体出气口均与贯通腔连通，所述贯通腔与反应腔连通。

所述本征气体出气口中远离本征气体流道的一侧设置有本征气体出气狭缝，所述本征气体出气口通过本征气体出气狭缝与贯通腔连通；所述本征气体出气口沿垂直于本征气体流道的延伸方向延伸，即本征气体出气口沿进气法兰的长度方向延伸，所述本征气体出气狭缝的长度等同于本征气体出气口的延伸长度；

所述掺杂气体出气口中远离掺杂气体流道的一侧设置有掺杂气体出气狭缝，所述掺杂气体出气口通过掺杂气体出气狭缝与贯通腔连通，所述掺杂气体出气口沿垂直于掺杂气体流道的延伸方向延伸，即掺杂气体出气口沿进气法兰的长度方向延伸，所述掺杂气体出气狭缝的长度等同于掺杂气体出气口的延伸长度。

所述的进气法兰包括法兰主体、本征出气挡板和掺杂出气挡板；本征出气挡板和掺杂出气挡板分别设于法兰主体在厚度方向的两侧，本征气体流道、掺杂气体流道、本征气体出气口和掺杂气体出气口均设置于法兰主体内部；

所述贯通腔贯通所述本征出气挡板和所述掺杂出气挡板设置，所述本征气体出气口贯穿法兰主体中靠近本征出气挡板的一侧，位于本征气体出气口和贯通腔之间的法兰主体与本征出气挡板之间留有间隙，形成本征气体出气狭缝；所述掺杂气体出气口贯穿法兰主体中靠近掺杂出气挡板的一侧，位于掺杂气体出气口和贯通腔之间的法兰主体与掺杂出气挡板之间留有间隙，形成掺杂气体出气狭缝。

沿所述进气法兰的厚度方向，所述本征气体出气口与所述掺杂气体出气口相对设置，即本征气体出气口和掺杂气体出气口分别设置在进气法兰厚度方向的两侧，所述掺杂气体出气口靠近所述反应腔设置，所述本征气体出气口设于所述掺杂气体出气口远离所述反应腔的一侧。

所述本征气体出气口的通气截面面积大于本征气体流道的通气截面面积；掺杂气体出气口的通气截面面积大于掺杂气体流道的通气截面面积。

所述本征气体流道和所述掺杂气体流道均设置有多个，且多个所述本征气体流道和多个所述掺杂气体流道沿所述进气法兰的长度方向等间距交错排布，即每两个本征气体流道之间设有至少一个掺杂气体流道；

一个所述本征气体流道对应连通一个所述本征气体出气口，一个所述掺杂气体流道对应连通一个所述掺杂气体出气口。

所述本征气体分流管路和所述掺杂气体分流管路均设置有多个，多个所述本征气体分流管路和多个所述掺杂气体分流管路等间距交错排布，即每两个本征气体分流管路之间设有至少一个掺杂气体分流管路；且多个所述本征气体分流管路和多个所述本征气体流道一一对应连通，多个所述掺杂气体分流管路和多个所述掺杂气体流道一一对应连通；每个所述本征气体分流管路和每个所述掺杂气体分流管路上均设置有所述流量控制器。

所述本征气体送气管路包括本征气体进气管、两个本征气体分流支管、本征气体混匀管和连接直管；本征气体进气管的入口用于导入本征气体，两个本征气体分流支管的入口均与本征气体进气管的出口连通，两个本征气体分流支管的出口分别与本征气体混匀管两端的入口连通，本征气体混匀管上设有多个连接直管且本征气体混匀管的出口分别与各个连接直管的入口连通，连接直管的出口与本征气体分流管路的入口连通；所述本征气体分流支管的管径小于本征气体混匀管的管径；

所述掺杂气体送气管路包括掺杂气体进气管、两个掺杂气体分流支管、掺杂气体混匀管和连接斜管；掺杂气体进气管的入口用于导入掺杂气体，两个掺杂气体分流支管的入口均与掺杂气体进气管的出口连通，两个掺杂气体分流支管的出口分别与掺杂气体混匀管两端的入口连通，掺杂气体混匀管上设有多个连接斜管且掺杂气体混匀管的出口分别与各个连接斜管的入口连通，连接斜管的出口与掺杂气体分流管路的入口连通；所述掺杂气体分流支管的管径小于掺杂气体混匀管的管径；

所述本征气体送气管路的连接直管和掺杂气体送气管路的连接斜管的数量相同且位于同一水平方向上，且使得连接直管和连接斜管在水平方向上交错排布，每相邻的两个连接直管之间设置有至少一个连接斜管。

具体地，两个本征气体分流支管位于同一直线上，本征气体分流支管与本征气体混匀管平行间隔设置，本征气体进气管与本征气体分流支管呈垂直分布，本征气体混匀管和连接直管的中轴线垂直，本征气体进气管与连接直管平行；两个掺杂气体分流支管位于同一直线上，掺杂气体分流支管和掺杂气体混匀管平行间隔设置，掺杂气体进气管和掺杂气体分流支管呈垂直分布。

一种薄膜沉积设备，薄膜沉积设备包括薄膜沉积的反应腔以及上述的气体注入***。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的气体注入***，将本征气体分流管路与进气法兰内的本征气体流道连通，掺杂气体分流管路与进气法兰内的掺杂气体流道连通，本征气体流道的本征气体出气口和掺杂气体流道的掺杂气体出气口均与反应腔连通，实现了本征气体和掺杂气体分离注入反应腔，且通过在本征气体分流管路和掺杂气体分流管路上均设置流量控制器，能够对进入反应腔的本征气体的流量和掺杂气体的流量分别调节，以实现通过调节本征气体的流量调节膜厚，通过调节掺杂气体的流量调节电阻率，能满足对膜厚与电阻率面内分布轮廓特定的形貌要求。

2、本发明提供的薄膜沉积设备，应用上述的气体注入***对反应腔内注入气体，实现了本征气体与掺杂气体分离的注入方案，薄膜膜厚与电阻率参数可以独立调节，提高了薄膜沉积设备的工艺灵活性和兼容性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的薄膜沉积设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的薄膜沉积设备的剖视图；

图3是本发明实施例提供的气体注入***的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的本征气体送气管路的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的掺杂气体送气管路的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的进气法兰的剖视图一；

图7是图6中A处的局部放大图；

图8是本发明实施例提供的进气法兰的剖视图二；

图9是图8中B处的局部放大图；

图10是本发明实施例提供的进气法兰的剖视图三：

图11是图10中C处的局部放大图；

图12是本发明实施例提供的法兰主体靠近本征出气挡板的一侧的侧视图；

图13是本发明实施例提供的法兰主体靠近掺杂出气挡板的一侧的侧视图；

图14是本发明实施例提供的法兰主体的剖视图；

图15是本发明实施例提供的气体注入***通过调节本征气体和掺杂气体的流量配比实现膜厚和电阻率在薄膜面内不同分布轮廓的调整的线性示意图。

图中：100、气体注入***；200、反应腔；300、尾气排放***；201、基座；202、旋转轴；1、本征气体送气管路；11、本征气体进气管；12、本征气体分流支管；13、本征气体混匀管；14、连接直管；2、掺杂气体送气管路；21、掺杂气体进气管；22、掺杂气体分流支管；23、掺杂气体混匀管；24、连接斜管；3、本征气体分流管路；31、本征气体连接管；4、掺杂气体分流管路；41、掺杂气体连接管；5、流量控制器；6、进气法兰；61、法兰主体；611、本征气体流道；612、本征气体出气口；613、掺杂气体流道；614、掺杂气体出气口；615、倾斜流道；616、冷却流道；62、本征出气挡板；63、掺杂出气挡板；64、本征气体出气狭缝；65、掺杂气体出气狭缝；66、贯通腔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种薄膜沉积设备，包括反应腔200、气体注入***100和尾气排放***300，气体注入***100位于反应腔200的一端，尾气排放***300位于反应腔200的另一端。反应腔200内设置有基座201，基座201下方设置有用于驱动基座201旋转的旋转轴202，反应腔200***布置有加热装置，加热装置用于对反应腔200加热。CVD沉积的衬底(通常为硅晶圆)通过外部的传输机械手放置在反应腔200中的基座201上，气体注入***100向反应腔200内注入工艺气体，旋转轴202驱动基座201旋转，带动衬底在反应腔200中匀速旋转，加热装置将反应腔200内加热至特定温度以满足CVD生长条件，从而实现衬底的CVD工艺，反应腔200内反应后的气体通过尾气排放***300排出。

CVD工艺所需的工艺气体包括本征气体与掺杂气体，其中本征气体为CVD薄膜生长过程提供反应原料，以在硅晶圆表面外延生长硅薄膜为例，通常使用气体为三氯硅烷TCS或者二氯硅烷DCS；掺杂气体可以在CVD薄膜中掺入特定原子以改变薄膜电阻率，在半导体器件中，通常采用PH3或者BH3以向薄膜中掺入P原子或B原子，分别形成N型衬底或P型衬底。本征气体与掺杂气体均通过气体注入***100通入反应腔200，在反应腔200中进行CVD反应，在晶圆表面形成特定薄膜，多余气体及反应副产物通过尾气排放***300排出。

反应腔200设置为长方体形，气体注入***100和尾气排放***300分别位于长方体形的反应腔200的沿长度方向的两端。

现有技术中的薄膜沉积设备，通常将本征气体和掺杂气体在注入反应腔200之前混合，混合后一起注入反应腔200中进行生长，膜厚参数与电阻率参数高度耦合，无法实现膜厚和电阻率的独立调节，无法满足对膜厚与电阻率面内分布轮廓有特定的形貌要求的集成电路制程。

为了解决上述技术问题，如图3所示，本实施例还提供了一种气体注入***100，应用于上述的薄膜沉积设备，气体包括本征气体和掺杂气体，气体注入***100包括本征气体送气管路1、掺杂气体送气管路2、本征气体分流管路3、掺杂气体分流管路4、流量控制器5和进气法兰6；本征气体送气管路1和掺杂气体送气管路2分别用于将本征气体和掺杂气体导入进气法兰6内，本征气体送气管路1和掺杂气体送气管路2的出口分别与本征气体分流管路3和掺杂气体分流管路4的入口连通，本征气体分流管路3和掺杂气体分流管路4的出口均与进气法兰6的入口连通。本征气体分流管路3和掺杂气体分流管路4上均设置有流量控制器5。进气法兰6内设有本征气体流道611和掺杂气体流道613，本征气体流道611和本征气体分流管路3连通，掺杂气体流道613和掺杂气体分流管路4连通，本征气体流道611远离本征气体分流管路3的一端(即出口端)设置有本征气体出气口612，掺杂气体流道613远离掺杂气体分流管路4的一端(即出口端)设置有掺杂气体出气口614，本征气体出气口612和掺杂气体出气口614均与反应腔200连通，实现了本征气体和掺杂气体分离注入反应腔200，且通过在本征气体分流管路3和掺杂气体分流管路4上均设置流量控制器5，能够对进入反应腔200的本征气体的流量和掺杂气体的流量分别调节，以实现通过调节本征气体的流量调节膜厚，通过调节掺杂气体的流量调节电阻率，能满足对膜厚与电阻率的面内分布轮廓特定的形貌要求。

在本实施例中，流量控制器5采用质量流量控制器，当然，在其他实施例中，也可以根据实际工艺的需求，采用针阀或针阀和流量传感器组合的形式。

具体地，本征气体流道611和掺杂气体流道613均设置有多个，且多个本征气体流道611和多个掺杂气体流道613沿进气法兰6的长度方向等间距交错排布。一个本征气体流道611对应设置一个本征气体出气口612，一个掺杂气体流道613对应设置一个掺杂气体出气口614。为了保证进入反应腔200内的工艺气体的均匀性，进入反应腔200内的气体包括多组支路，一组支路包括一个掺杂气体流道613和一个本征气体流道611，掺杂气体流道613中的掺杂气体从掺杂气体出气口614进入反应腔200，本征气体流道611中的本征气体从本征气体出气口612进入反应腔200，本征气体和掺杂气体依靠气体流动时气流的扩散在从进气法兰6流出之后进入反应腔200的过程中进行混合形成工艺气体。本征气体和掺杂气体多组支路沿长方体形的反应腔200的宽度方向间隔均布，保证进入反应腔200内不同空间的工艺气体的均匀性，进而保证镀膜均匀。

具体地，沿进气法兰6的厚度方向，本征气体出气口612与掺杂气体出气口614相对设置，掺杂气体出气口614靠近反应腔200设置，本征气体出气口612设于掺杂气体出气口614远离反应腔200的一端。对于每一组支路，气体的流向为：本征气体从本征气体出气口612流出后流向反应腔200的过程中与从掺杂气体出气口614流出的掺杂气体混合，混合后的掺杂气体和本征气体一起进入反应腔200。

进一步地，本征气体流道611和掺杂气体流道613均设置为竖直流道，且本征气体流道611和掺杂气体流道613二者中，其中一个通过倾斜流道615与出气口连通。由于本征气体流道611和掺杂气体流道613是沿进气法兰6的长度方向(即反应腔200的宽度方向)等间距交错排布的，即沿进气法兰6的长度方向，一个本征气体流道611，一个掺杂气体流道613，一个本征气体流道611，一个掺杂气体流道613……，为了实现本征气体出气口612和掺杂气体出气口614沿进气法兰6的厚度方向相对设置，同时避免本征气体出气口612和掺杂气体出气口614产生干涉，本征气体流道611和掺杂气体流道613二者中，需要有一个通过倾斜流道615与其出气口连通。在本实施例中，本征气体出气口612与竖直流道直接连通，掺杂气体流道613通过倾斜流道615与掺杂气体出气口614连通。于其他实施例中，也可以将本征气体流道611通过倾斜流道615与本征气体出气口612连通，掺杂气体出气口614与竖直流道直接连通。

进一步地，本征气体分流管路3和掺杂气体分流管路4均设置有多个，多个本征气体分流管路3和多个掺杂气体分流管路4等间距交错排布，且多个本征气体分流管路3和多个本征气体流道611一一对应连通，多个掺杂气体分流管路4和多个掺杂气体流道613一一对应连通；每个本征气体分流管路3和每个掺杂气体分流管路4上均设置有流量控制器5。这样的设置，使得进入反应腔200内不同空间的本征气体和掺杂气体均可实现单独调节，从而使得膜厚与电阻率的面内分布轮廓调节更加容易。

本征气体分流管路3和本征气体流道611的数量相同，掺杂气体分流管路4和掺杂气体流道613的数量相同，本征气体流道611和掺杂气体流道613的数量相同，对于进入反应腔200的支路的组数可以根据反应腔200的体积大小进行调整。示例性地，以八寸硅晶圆的薄膜沉积设备为例，配置五组支路，即五个本征气体分流管路3和五个掺杂气体分流管路4，因此共配备十个流量控制器5。

具体地，如图4和图5所示，本实施例提供的气体注入***100还包括本征气体送气管路1和掺杂气体送气管路2；本征气体送气管路1包括本征气体进气管11、本征气体分流支管12和本征气体混匀管13，本征气体分流支管12设置有两个，本征气体进气管11设于两个本征气体分流支管12之间，且本征气体进气管11与两个本征气体分流支管12相互靠近的一端均连通，两个本征气体分流支管12相互远离的一端分别与本征气体混匀管13的两端连通，多个本征气体分流管路3分别与本征气体混匀管13连通，本征气体混匀管13的直径大于本征气体分流支管12的直径。掺杂气体送气管路2包括掺杂气体进气管21、掺杂气体分流支管22和掺杂气体混匀管23，掺杂气体分流支管22设置有两个，掺杂气体进气管21设于两个掺杂气体分流支管22之间，且掺杂气体进气管21与两个掺杂气体分流支管22相互靠近的一端均连通，两个掺杂气体分流支管22相互远离的一端分别与掺杂气体混匀管23的两端连通，掺杂气体混匀管23的直径大于掺杂气体分流支管22的直径。

本征气体送气管路1和掺杂气体送气管路2的结构相同，由一组焊接圆管构成。本征气体进气管11与本征气体源通过VCR接头连通，本征气体进入本征气体进气管11后一分为二分为两个流路，分别流向两个本征气体分流支管12，两个本征气体分流支管12中的本征气体再分别从本征气体混匀管13的两端流入本征气体混匀管13，本征气体混匀管13的容量大，本征气体混匀管13内形成稳压区域，使得本征气体的压力保持稳定，随后再进入多个本征气体分流管路3，构成“1-2-1-X”的匀气分流结构，使气体流动状态更稳定。同理，掺杂气体送气管路2与本征气体送气管路1的结构和原理，以及所起的作用均相同，在此不再赘述。

本征气体送气管路1和掺杂气体送气管路2水平间隔排布，多个本征气体分流管路3的中心线和多个掺杂气体分流管路4的中心线位于同一竖直平面内。这样的设置，结构更紧凑，节省占用空间。

在本实施例中，为了满足多个本征气体分流管路3的中心线和多个掺杂气体分流管路4的中心线位于同一竖直平面内，掺杂气体混匀管23的左右两端分别与两个掺杂气体分流支管22连接，本征气体混匀管13的左右两端分别与两个本征气体分流支管12连接。掺杂气体混匀管23通过连接斜管24与本征气体分流管路3连接，本征气体混匀管13通过连接直管14与掺杂气体分流管路4连接。

进一步地，流量控制器5设于本征气体分流管路3中远离本征气体混匀管13的一端，以及掺杂气体分流管路4中远离掺杂气体混匀管23的一端，流量控制器5和本征气体流道611之间还设置有本征气体连接管31，流量控制器5和掺杂气体流道613之间还设置有掺杂气体连接管41，通过在流量控制器5后增加本征气体连接管31和掺杂气体连接管41，增加了管路长度，使得本征气体和掺杂气体从流量控制器5流出后流速压力更加稳定，从而保证了进入反应腔200的本征气体和掺杂气体流量的稳定性。

即本征气体分流管路3与本征气体连接管31连通，掺杂气体分流管路4与掺杂气体连接管41连通，流量控制器5设置在气体分流管路3和本征气体连接管31的连接位置处，以及掺杂气体分流管路4和掺杂气体连接管41的连接位置处，用以增加管路长度。

具体地，如图2和图3所示，进气法兰6上设置有贯通进气法兰6厚度方向的贯通腔66，本征气体出气口612和掺杂气体出气口614均与贯通腔66连通，贯通腔66与反应腔200连通。外部的传输机械手通过贯通腔66将硅晶圆放置在基座201上；同时，进气法兰6流出的本征气体和掺杂气体经过贯通腔66进入反应腔200内。

进一步地，如图6-图13所示，本征气体出气口612的通气截面的面积大于本征气体流道611的通气截面的面积。掺杂气体出气口614的通气截面的面积大于掺杂气体流道613的通气截面的面积。由于本征气体流道611和掺杂气体流道613均为竖直长孔，经竖直长孔流出的气体呈明显的喷射状，不利于气体扩散。在本实施例中，本征气体出气口612和掺杂气体出气口614的截面均为圆形，将本征气体出气口612的直径设置为大于本征气体流道611的直径，掺杂气体出气口614的直径设置为大于掺杂气体流道613的直径，使得本征气体自本征气体流道611进入本征气体出气口612后形成稳压状态，同样地，掺杂气体进入掺杂气体出气口614后也形成稳压状态，更有利于本征气体和掺杂气体的扩散，从而实现混合均匀。

进一步地，本征气体出气口612中远离本征气体流道611的一端设置有本征气体出气狭缝64，本征气体出气口612通过本征气体出气狭缝64与贯通腔66连通，本征气体出气口612沿垂直于本征气体流道611的延伸方向延伸，本征气体出气狭缝64的长度为本征气体出气口612的延伸长度。掺杂气体出气口614中远离掺杂气体流道613的一端设置有掺杂气体出气狭缝65，掺杂气体出气口614通过掺杂气体出气狭缝65与贯通腔66连通，掺杂气体出气口614沿垂直于掺杂气体流道613的延伸方向延伸，掺杂气体出气狭缝65的长度为掺杂气体出气口614的延伸长度。本征气体出气口612沿垂直于本征气体流道611的延伸方向延伸，掺杂气体出气口614沿垂直于掺杂气体流道613的延伸方向延伸，这样的设置，通过改变气体的流向减弱气体的喷射力，更有利于气体的稳压。本征气体出气狭缝64和掺杂气体出气狭缝65的设置，使得气体从一小束气流分散成为一片扁长的气流，进入贯通腔66后更容易充满整个反应腔200并分散均匀。

在本实施例中，沿进气法兰6的厚度方向，相对设置的本征气体出气口612和掺杂气体出气口614，本征气体出气口612的延伸长度等于掺杂气体出气口614的延伸长度，使得一组支路中的本征气体和掺杂气体混合均匀。

具体地，继续参照图6-图9，进气法兰6包括法兰主体61、本征出气挡板62和掺杂出气挡板63，本征出气挡板62和掺杂出气挡板63分别设于法兰主体61的相对两侧，本征气体流道611、掺杂气体流道613、本征气体出气口612和掺杂气体出气口614均设于法兰主体61。贯通腔66贯通本征出气挡板62和掺杂出气挡板63设置，本征气体出气口612贯穿法兰主体61靠近本征出气挡板62的一侧，位于本征气体出气口612和贯通腔66之间的法兰主体61与本征出气挡板62之间留有间隙，形成本征气体出气狭缝64；掺杂气体出气口614贯穿法兰主体61靠近掺杂出气挡板63的一侧，位于掺杂气体出气口614和贯通腔66之间的法兰主体61与掺杂出气挡板63之间留有间隙，形成掺杂气体出气狭缝65。

法兰主体61和本征出气挡板62之间，法兰主体61和掺杂出气挡板63之间，以及掺杂出气挡板63和反应腔200之间均设置有橡胶密封圈，然后通过螺栓将本征出气挡板62和掺杂出气挡板63均与法兰主体61连接，法兰主体61与反应腔200连接，从而使得橡胶密封圈能够产生足够的形变，密封性更好。

由于反应腔200内反应时的温度最高超过1000℃，热量会传递至橡胶密封圈，而橡胶密封圈的耐受温度只有200℃～300℃，为了保护橡胶密封圈，如图14所示，在法兰主体61上还设置有冷却流道616，通过向冷却流道616内输入冷却液，对橡胶密封圈进行散热保护。在本实施例中，冷却流道616设置为环形流道。

本实施例提供的薄膜沉积设备，在进行CVD工艺过程中，本征气体和掺杂气体分别从气体注入***100的本征气体送气管路1和掺杂气体送气管路2进入，经过“1-2-1-5”的结构分为五组支路，通过流量控制器5分别控制各支路本征气体和掺杂气体的实际流量，随后气体通过进气法兰6进入反应腔200内部，在硅晶圆表面发生CVD生长反应，通过调节每一个流量控制器5的流量，改变进入反应腔200的各支路本征气体和掺杂气体的流量和实际浓度，即可完成CVD薄膜的膜厚与电阻率参数调节。如图15所示，为本实施例提供的薄膜沉积设备的一组调试结果，通过调节本征气体和掺杂气体的流量配比，可以实现膜厚和电阻率在薄膜面内不同分布轮廓的调整。

本实施例提供的薄膜沉积设备，应用上述的气体注入***100对反应腔200内注入气体，实现了本征气体与掺杂气体分离的注入方案，薄膜膜厚与电阻率参数可以独立调节，提高了薄膜沉积设备的工艺灵活性和兼容性。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种气体注入***，其特征在于：

包括本征气体送气管路(1)、掺杂气体送气管路(2)、本征气体分流管路(3)、掺杂气体分流管路(4)、流量控制器(5)和进气法兰(6)；本征气体送气管路(1)和掺杂气体送气管路(2)分别用于将本征气体和掺杂气体导入进气法兰(6)内，本征气体送气管路(1)和掺杂气体送气管路(2)的出口分别与本征气体分流管路(3)和掺杂气体分流管路(4)的入口连通，本征气体分流管路(3)和掺杂气体分流管路(4)的出口均与进气法兰(6)的入口连通，进气法兰(6)的出口与外部的反应腔(200)连通，本征气体分流管路(3)和掺杂气体分流管路(4)上均设有流量控制器(5)。

2.根据权利要求1所述的一种气体注入***，其特征在于：

所述进气法兰(6)的内部设置有本征气体流道(611)和掺杂气体流道(613)，本征气体流道(611)和掺杂气体流道(613)的入口端分别与本征气体分流管路(3)和掺杂气体分流管路(4)的出口连通，所述本征气体流道(611)中远离本征气体分流管路(3)的一端设置有本征气体出气口(612)，所述掺杂气体流道(613)中远离所述掺杂气体分流管路(4)的一端设置有掺杂气体出气口(614)；

所述进气法兰(6)沿着自身厚度方向设置有贯通的贯通腔(66)，所述本征气体出气口(612)和掺杂气体出气口(614)均与贯通腔(66)连通，所述贯通腔(66)与反应腔(200)连通。

3.根据权利要求2所述的一种气体注入***，其特征在于：

所述本征气体出气口(612)中远离本征气体流道(611)的一侧设置有本征气体出气狭缝(64)，所述本征气体出气口(612)通过本征气体出气狭缝(64)与贯通腔(66)连通；所述本征气体出气口(612)沿垂直于本征气体流道(611)的延伸方向延伸，所述本征气体出气狭缝(64)的长度等同于本征气体出气口(612)的延伸长度；

所述掺杂气体出气口(614)中远离掺杂气体流道(613)的一侧设置有掺杂气体出气狭缝(65)，所述掺杂气体出气口(614)通过掺杂气体出气狭缝(65)与贯通腔(66)连通，所述掺杂气体出气口(614)沿垂直于掺杂气体流道(613)的延伸方向延伸，所述掺杂气体出气狭缝(65)的长度等同于掺杂气体出气口(614)的延伸长度。

4.根据权利要求3所述的一种气体注入***，其特征在于：

所述的进气法兰(6)包括法兰主体(61)、本征出气挡板(62)和掺杂出气挡板(63)；本征出气挡板(62)和掺杂出气挡板(63)分别设于法兰主体(61)在厚度方向的两侧，本征气体流道(611)、掺杂气体流道(613)、本征气体出气口(612)和掺杂气体出气口(614)均设置于法兰主体(61)内部；

所述贯通腔(66)贯通所述本征出气挡板(62)和所述掺杂出气挡板(63)设置，所述本征气体出气口(612)贯穿法兰主体(61)中靠近本征出气挡板(62)的一侧，位于本征气体出气口(612)和贯通腔(66)之间的法兰主体(61)与本征出气挡板(62)之间留有间隙，形成本征气体出气狭缝(64)；所述掺杂气体出气口(614)贯穿法兰主体(61)中靠近掺杂出气挡板(63)的一侧，位于掺杂气体出气口(614)和贯通腔(66)之间的法兰主体(61)与掺杂出气挡板(63)之间留有间隙，形成掺杂气体出气狭缝(65)。

5.根据权利要求2所述的一种气体注入***，其特征在于：

沿所述进气法兰(6)的厚度方向，所述本征气体出气口(612)与所述掺杂气体出气口(614)相对设置，所述掺杂气体出气口(614)靠近所述反应腔(200)设置，所述本征气体出气口(612)设于所述掺杂气体出气口(614)远离所述反应腔(200)的一侧。

6.根据权利要求2所述的一种气体注入***，其特征在于：

所述本征气体出气口(612)的通气截面面积大于本征气体流道(611)的通气截面面积；掺杂气体出气口(614)的通气截面面积大于掺杂气体流道(613)的通气截面面积。

7.根据权利要求2-6任一项所述的一种气体注入***，其特征在于：

所述本征气体流道(611)和所述掺杂气体流道(613)均设置有多个，且多个所述本征气体流道(611)和多个所述掺杂气体流道(613)沿所述进气法兰(6)的长度方向等间距交错排布；

一个所述本征气体流道(611)对应连通一个所述本征气体出气口(612)，一个所述掺杂气体流道(613)对应连通一个所述掺杂气体出气口(614)。

8.根据权利要求7所述的一种气体注入***，其特征在于：

所述本征气体分流管路(3)和所述掺杂气体分流管路(4)均设置有多个，多个所述本征气体分流管路(3)和多个所述掺杂气体分流管路(4)等间距交错排布；且多个所述本征气体分流管路(3)和多个所述本征气体流道(611)一一对应连通，多个所述掺杂气体分流管路(4)和多个所述掺杂气体流道(613)一一对应连通；每个所述本征气体分流管路(3)和每个所述掺杂气体分流管路(4)上均设置有所述流量控制器(5)。

9.根据权利要求1所述的一种气体注入***，其特征在于：

所述本征气体送气管路(1)包括本征气体进气管(11)、两个本征气体分流支管(12)、本征气体混匀管(13)和连接直管(14)；本征气体进气管(11)的入口用于导入本征气体，两个本征气体分流支管(12)的入口均与本征气体进气管(11)的出口连通，两个本征气体分流支管(12)的出口分别与本征气体混匀管(13)两端的入口连通，本征气体混匀管(13)上设有多个连接直管(14)且本征气体混匀管(13)的出口分别与各个连接直管(14)的入口连通，连接直管(14)的出口与本征气体分流管路(3)的入口连通；所述本征气体分流支管(12)的管径小于本征气体混匀管(13)的管径；

所述掺杂气体送气管路(2)包括掺杂气体进气管(21)、两个掺杂气体分流支管(22)、掺杂气体混匀管(23)和连接斜管(24)；掺杂气体进气管(21)的入口用于导入掺杂气体，两个掺杂气体分流支管(22)的入口均与掺杂气体进气管(21)的出口连通，两个掺杂气体分流支管(22)的出口分别与掺杂气体混匀管(23)两端的入口连通，掺杂气体混匀管(23)上设有多个连接斜管(24)且掺杂气体混匀管(23)的出口分别与各个连接斜管(24)的入口连通，连接斜管(24)的出口与掺杂气体分流管路(4)的入口连通；所述掺杂气体分流支管(22)的管径小于掺杂气体混匀管(23)的管径；

所述本征气体送气管路(1)的连接直管(14)和掺杂气体送气管路(2)的连接斜管(24)的数量相同且位于同一水平方向上，且使得连接直管(14)和连接斜管(24)在水平方向上交错排布。

10.一种薄膜沉积设备，其特征在于，包括薄膜沉积的反应腔(200)以及如权利要求1-9任一项所述的气体注入***。