專利名稱：用于蒸發(fā)的裝置、用于蒸發(fā)的坩堝和在基片上生長膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于蒸發(fā)的裝置，該裝置包括真空腔、限定基片平面 的基片臺和至少一個(gè)噴射單元，該噴射單元包括具有容積的坩堝，其 中所述噴射單元、坩堝和基片臺設(shè)置在真空腔內(nèi)。
本發(fā)明還涉及用于蒸發(fā)的坩堝，其具有容積，包括第一端、第二 端、至少一個(gè)側(cè)壁和孔隙。
本發(fā)明還涉及通過在真空腔中蒸發(fā)以在基片上生成膜的方法，該 真空腔中包括至少一個(gè)噴射單元和包含源材料的坩堝，該方法包括將 基片放置在真空腔內(nèi)、將原子或分子從源材料中蒸發(fā)出來。
背景技術(shù)：
在蒸發(fā)方法中，基片被放置在真空腔內(nèi)。將欲沉積于基片上的源 材料也布置在真空腔內(nèi)。該源材料加熱到開始蒸發(fā)的點(diǎn)。真空允許原 子或分子在腔中自由蒸發(fā)，并且原子或分子隨后凝結(jié)在基片表面上。 該原則對于所有蒸發(fā)方法都是一樣的，只是用于蒸發(fā)源材料的方法不 同。存在兩種普遍的蒸發(fā)方法，即電子束蒸發(fā)和阻抗蒸發(fā)。在阻抗蒸 發(fā)中，源材料在高電流下電加熱以使材料蒸發(fā)。分子束取向附生是一 種蒸發(fā)方法，其特征在于慢的沉積速度，這允許膜取向附生地、也即 通過有序的晶體生長而在基片上生成。
分子束取向附生(MBE)是經(jīng)由一個(gè)或幾個(gè)分子或原子束相互作 用而在加熱的晶體基片表面上取向附生地生長的技術(shù)。在MBE真空 腔中，用于沉積的材料在坩堝中加熱、蒸發(fā)，且蒸發(fā)的分子束被導(dǎo)向 加熱的晶體基片。蒸發(fā)的材料根據(jù)材料而處于原子或分子形式。蒸發(fā) 的材料然后沉積在基片上，在那里它們將互相作用。沉積或生長速度 由坩堝的溫度和用于進(jìn)行沉積或停止沉積的機(jī)械閘門控制。典型地，多個(gè)源安裝在沉積腔中，以使幾種不同的材料可以順序或同步地蒸發(fā)。
MBE廣泛地使用于半導(dǎo)體研究和半導(dǎo)體設(shè)備制造工業(yè)中。在典型的 MBE系統(tǒng)研究中，基片朝下，傾斜于水平面，生長表面朝下，或者基 片豎向地安裝，如現(xiàn)有技術(shù)中的圖l和2所示。
在現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)型MBE設(shè)備中，噴射單元以與基片表面的法 線成約45。的角而指向基片。圓錐形的坩堝用于在大面積的基片上提 供好的均勻性。專利US5827371公開了一種用于MBE噴射源的單件 單片式坩堝。由熱解氮化硼(PBN)制成的這樣的坩堝的最大溫度為 1400。C。大于該溫度，PBN開始分解為硼和氮。許多應(yīng)用需要大于1400 。C的溫度。例如SrTi02 ( STO)層生長需要1500°C-1700°C的鈦溫度。 STO基技術(shù)在硅工業(yè)中對于高k電介質(zhì)具有主要的應(yīng)用，k指材料的 電介質(zhì)常數(shù)。
某些高蒸氣壓材料，例如砷、磷、銻，也可以采用熱裂化源蒸發(fā)， 該熱裂化源將蒸發(fā)的源材料裂化為二聚物或單體。這些裂化源具有加 熱的坩堝以蒸發(fā)源材料，且具有裂化臺而用以將分子裂化為二聚物或 單體，在坩堝和裂化器之間的控制閥用以控制來自裂化器的噴射速率。 這樣的用于磷的裂化源的描述包含在US20080019897A1中。
與現(xiàn)有的生產(chǎn)MBE真空腔相關(guān)的問題是基片生長表面朝下，這 要求采用承環(huán)將基片裝載到真空腔中或從真空腔中卸下。向下面生長 與現(xiàn)有的半導(dǎo)體處理設(shè)備不兼容，該設(shè)備典型地具有朝上的生長表面， 并且不采用基片承架。
在現(xiàn)有技術(shù)的MBE噴射單元中，來自源的流通率依賴于在坩堝 中的材料水平面的高度。現(xiàn)有技術(shù)的MBE噴射單元在采用液體源材 料時(shí)具有受限的坩堝容量。流出坩堝的材料包括兩部分從熔化水平 面直接噴射到基片而不從坩堝壁反射的原子或分子，和在到達(dá)基片前 通過一個(gè)或多個(gè)坩堝壁反射的原子或分子。對于現(xiàn)有技術(shù)的坩堝，源 材料的損耗引起熔化的表面面積的減少，這反過來可以導(dǎo)致流到基片 的材料的減少。
在MBE真空腔中，大量的沉積物隨著時(shí)間累積在沉積腔內(nèi)的腔壁和其他結(jié)構(gòu)上。這些沉積物典型地為松散地附著并容易掉下。任何 掉回坩堝的沉積物將污染源材料并導(dǎo)致沉積薄膜的不純和瑕疵。
當(dāng)受到高溫處理時(shí)，硅基片可以形成稱為"滑脫"的斷層。如果這 樣的滑脫延伸到集成電路中，電路將遭受失敗，例如增加泄漏和電介
質(zhì)擊穿。在典型的MBE裝置中，當(dāng)硅基片通過承環(huán)從基片邊緣保持 在位時(shí)，這樣的缺點(diǎn)更可能發(fā)生。當(dāng)晶片僅如討論的那樣從邊緣處保 持時(shí)，對硅晶片的損壞由重力引起，例如在US7022192中公開。在現(xiàn) 有技術(shù)的MBE系統(tǒng)中，硅晶片不能在任何其他點(diǎn)上支撐，因?yàn)檫@將 損壞生長表面。在本發(fā)明中，晶片可以從背側(cè)把持，從而對前側(cè)生長 表面沒有損壞。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的
本發(fā)明的目的在于最小化或甚至消除現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種蒸發(fā)裝置，其與標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工 業(yè)機(jī)器人晶片機(jī)械手相兼容。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于當(dāng)采用液體源時(shí)提高坩堝容積。 本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于減小從真空腔內(nèi)的沉積腔壁或其他結(jié)構(gòu)
掉下的沉積物的污染效應(yīng)。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的在于減小源材料在沉積速率上的沉積效應(yīng)。 本發(fā)明還有的目的在于提供蒸發(fā)裝置和方法，其中大直徑的硅基
片可以加熱到高溫而沒有滑脫線或類似的缺陷。
技術(shù)方案
本發(fā)明涉及蒸發(fā)裝置和蒸發(fā)方法。
根據(jù)本發(fā)明的用于蒸發(fā)的裝置包括真空腔、限定基片平面的基片 臺和至少一個(gè)噴射單元，該噴射單元包括具有容積的坩堝，其中所述 噴射單元、坩堝和基片臺設(shè)置在真空腔內(nèi)，該坩堝包括第一端、第二 端、至少一個(gè)側(cè)壁和孔隙。在根據(jù)本發(fā)明的典型裝置中，所述孔隙位于第一端或位于相比于到第二端更靠近第一端的側(cè)壁，該第二端布置 為比第一端更靠近該基片平面。
本發(fā)明還涉及用于蒸發(fā)的坩堝，其具有容積，包括第一端、第二 端、至少一個(gè)側(cè)壁和孔隙。在根據(jù)本發(fā)明的典型裝置中，該孔隙設(shè)置 在蚶堝的側(cè)壁上，且蚶堝包括能夠結(jié)合或可結(jié)合到所述孔隙的圓錐部， 該圓錐部在坩堝主體容積外面。蚶堝限定蚶堝主體容積的部分和圓錐 部可以是基本上單一的物件或者可以是基本上分離的物件。
本發(fā)明還涉及通過在真空腔中蒸發(fā)以在基片上生長膜的方法，所 述真空腔包括至少一個(gè)噴射單元和含有源材料的坩堝，該方法包括將 基片放置在真空腔內(nèi)，從源材料蒸發(fā)原子或分子，和將蒸發(fā)的原子或 分子導(dǎo)向所述基片的表面。在根據(jù)本發(fā)明的典型方法中，來自噴射單 元的原子或分子流的方向相對于水平方向向下一個(gè)角度P，該角度至 少為1°。
本發(fā)明還涉及通過在真空腔中蒸發(fā)以在基片上生長膜的方法，該 真空腔包括至少一個(gè)噴射單元和含有源材料的坩堝，該方法包括將基 片放置在真空腔內(nèi)，從源材料蒸發(fā)原子或分子。在根據(jù)本發(fā)明的典型 方法中，所有的原子或分子沿著彎曲路徑朝著所述基片的表面引導(dǎo)。
在本申請中，術(shù)語"真空腔"指的是這樣的真空腔，其可以例如為 高真空腔或超高真空腔，其可以用于在基片表面生長膜。超高真空腔
可以以10_7Pa或更低的壓力為特征。
在本申請中，術(shù)語"噴射單元"指包括坩堝的物件。噴射單元還可 以包括輻射罩和加熱絲。術(shù)語"坩堝，，指含有源材料的物件。坩堝還可 以包括圓錐部。術(shù)語"圓錐部"指基本圓錐形的物件，其用于引導(dǎo)來自 通常含有源材料的坩堝主體容積的材料流到基片的表面。
在本申請中，術(shù)語"生長表面"指膜可以在其上生長的基片的表面。
在本申請中，術(shù)語"基片臺，，指設(shè)置在真空腔內(nèi)的物件，基片可以 放置在其上。術(shù)語"基片平面"指由平面狀表面、例如當(dāng)裝置使用時(shí)放 置到基片臺上的基片的生長表面限定的假想平面。
在本申請中，術(shù)語"向下，，指的是例如可以包括重力方向的方向，而不是逆著重力的方向。在本申請中，術(shù)語"向上，，指的是例如可以包 括逆著重力方向的方向，而不是重力的方向。
坩堝例如可以由與源材料兼容的高半導(dǎo)體級石墨或類似材料機(jī)械 加工而成。蚶堝還可以由鉭、鈦和諸如氧化鋁和熱解氮化硼的陶資材 料機(jī)械加工而成。石墨坩堝可以涂敷以合適的材料，例如碳化鈦、碳 化硅或熱解石墨。坩堝的形狀例如可以為基本圓柱形或矩形。坩堝的
容積例如可以從l升、2升、5升、7升到3升、5升、7升、10升。 限定孔隙的邊緣的形狀可以是基本圓形，具有例如從0.5cm、 lcm
到lcm、 1.5cm、 3cm的直徑。
阻抗加熱絲可以圍繞蚶堝，并可以是單絲類型，或由多個(gè)絲部分
組成，以沿著坩堝提供加熱輪廓。蚶堝可以被加熱到2000。C，這依賴
于坩堝的材料?；部梢员患訜?，所需的溫度依賴于處理過程。 在膜的沉積過程中基片可以旋轉(zhuǎn)，以在基片上提供均勻的沉積。
機(jī)械閘門可以放置在噴射單元和基片之間，以接通或切斷沉積過程。 源材料可以是液體或固體形式。幾種材料可以同時(shí)蒸發(fā)， 一些材
料可以是液體形式而另一些是固體形式。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，裝置是用于分子束取向附生的。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，膜通過分子束取向附生而生長。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，坩堝的形狀基本上為圓柱形，由此側(cè)壁為
圓柱形蚶堝的基本彎曲的表面區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圓錐部以在坩堝主體容積外部的方式連接 到孔隙，以將原子或分子流從坩堝導(dǎo)向基片臺。圓錐部可以由阻抗加 熱元件圍繞。圓錐部加熱到比坩堝主體部更高的溫度。該溫差可以較 小，例如幾度。圓錐部具有出口孔隙，原子或分子通過其行進(jìn)到基片 上。圓錐部的出口孔隙的形狀可以基本為圓形，具有例如從2cm、 4cm 到3cm、 4cm、 5cm的直徑。圓錐部的入口孔隙是這樣的，使得圓錐 部可以結(jié)合到在坩堝側(cè)壁中限定出孔隙的邊緣。入口孔隙可以具有例 如從0.5cm、 lcm到lcm、 1.5cm、 3cm的直徑。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)裝置在使用時(shí)，圓錐部設(shè)置在基片臺的之上。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)裝置在使用時(shí)，圓錐部設(shè)置為向下朝著 基片臺開口。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圓錐部的壁布置為將整個(gè)原子或分子流基 本向下導(dǎo)向而與水平面成一個(gè)角度。與水平面成的這個(gè)角度可以例如
從10。、 15。、 20。到45。、 55。、 65。、 80。。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，至少一個(gè)坩堝的側(cè)壁形成與水平面成 0。-90。的角度a。該角度例如可以從5。、 10。、 30。、 40。到50。、 60。、 70°、 80°。如果坩堝的形狀為基本圓柱形，圓柱形的頂部或底部的法 線的方向也與水平面成角度ou在本發(fā)明的實(shí)施例中，該角度是這樣 的，使得當(dāng)裝置在使用時(shí)，原子或分子離開包括圓錐部的基本圓柱形 的坩堝時(shí)的方向向下朝向基片，該基片具有指向上面的生長表面。基 片臺可以與水平面成任何角度，除了基本垂直的角度，只要生長表面 面向上即可。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基片臺為基本水平的。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，真空腔包括至少兩個(gè)噴射單元。真空腔還 可以包含例如從2、 4、 6到3、 4、 6、 8個(gè)噴射單元。腔可以裝備有噴 射單元口，例如2到10、 12個(gè)口。術(shù)語"噴射單元口，，指的是噴射單元 進(jìn)入到真空腔的入口。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基片采用自動工具傳送到基片臺，例如釆 用機(jī)器人晶片機(jī)械手。相對于現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備，本發(fā)明的該實(shí)施例提 高了晶片的可用表面積。現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備要求承環(huán)，其在晶片表面的 邊緣覆蓋約3毫米寬的邊帶。例如，對于直徑300mm ( 30cm )的晶 片，增加的可用表面積可以約為55cm2。對于直徑為450mm (45cm) 的晶片，增加的可用表面積可以約為85cm2。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 一 閥件設(shè)置在圓錐部和蚶堝主體容積之間。 材料從坩堝到基片表面的流動可以采用閥件進(jìn)行控制。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)該裝置使用時(shí)，沉積罩設(shè)置在基片臺的 上面。該沉積軍保護(hù)基片生長表面免受污染，例如塵土或剝落薄片的沉積罩可覆蓋基片的整個(gè)表
面。該沉積罩的直徑可以例如從約300mm到350mm、 400mm、 450mmmm、 500mm、 550mm。該沉積罩可以平行于基片表面放置， 或與基片表面成一個(gè)角度。沉積罩可以-敗加熱到例如450°c。該罩例 如可以采用至少 一個(gè)阻抗加熱元件加熱。該加熱可以用于蒸發(fā)積聚的 污染物。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，膜以基本向上的方向生長在基片表面上， 基片不與水平面成垂直角。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，來自至少 一個(gè)噴射單元的原子或分子流動 方向與水平面成為30。-60。的角度y。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，來自源材料的原子或分子沿著彎曲路徑行 進(jìn)到基片。從源材料蒸發(fā)出的原子或分子受限于坩堝壁，首先從源材 料的表面以基本向上的方向行進(jìn)，然后通過在坩堝壁上的孔隙，并通 過圓錐部，在那里它們基本被向下引導(dǎo)并到達(dá)基片表面。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，來自源材料表面的所有原子或分子沿著彎 曲路徑行進(jìn)到基片上。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，來自包括鍶、鈦和氧的反應(yīng)物的層形成在 基片表面上。術(shù)語"反應(yīng)物"指反應(yīng)物質(zhì)。從上述反應(yīng)物可以形成鈥酸 鍶(STO、 SrTi03)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在源材料表面與基片之間沒有直接可見的線。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在沉積過程中，從源材料到基片的原子或 分子流保持基本恒定。典型地，主坩堝容積中的蒸氣壓力保持基本恒 定。在圓柱形坩堝中，例如，熔化的源材料的表面積保持基本恒定。
還可以清楚看到，上述關(guān)于裝置的所有細(xì)節(jié)和實(shí)施例可以用于本 方法中，上迷關(guān)于方法的細(xì)節(jié)和實(shí)施例可以用于本裝置。


圖l表示現(xiàn)有技術(shù)中的分子束取向附生設(shè)備。圖2表示現(xiàn)有技術(shù)中的分子束取向附生設(shè)備。 圖3示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施例。 圖4用流程圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖l表示現(xiàn)有技術(shù)中的分子束取向附生設(shè)備。該圖表示了兩個(gè)設(shè) 置在超高真空腔12內(nèi)的噴射單元6。包含原子或分子的束可以從噴射 單元6導(dǎo)向基片l的表面。該基片1結(jié)合到包括基片加熱器3的旋轉(zhuǎn) 基片加熱器臺2上。該噴射單元6具有坩堝7，該坩堝包含有源材料 11。該坩堝7包括坩堝加熱器8。噴射單元6的坩堝溫度(及從而的 噴射速率)采用熱電偶9進(jìn)行控制。在其中一個(gè)坩堝7中的源材料11 是液體形式的。機(jī)械閘門10用于噴射單元6和基片l之間以釋放和切 斷原子或分子束。超高真空腔12配備有旋轉(zhuǎn)真空通孔4和到真空泵5 的連接口。坩堝7定位成與基片l表面的法向成約45度角。這種布置 使得膜在基本面向下面的基片1的生長表面13上生長。由于蚶堝7 的形式，坩堝的容積在采用液體材料時(shí)受到限制。
圖2表示現(xiàn)有技術(shù)中的分子束取向附生設(shè)備。該設(shè)備包括與圖1 的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備基本相同的部分。該設(shè)備與圖l的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的區(qū) 別在于基片l和噴射單元6的布置和角度。圖2中的基片臺2是基本 豎向的。
圖3表示本發(fā)明的實(shí)施例。該圖顯示了超高真空腔12，其具有 l(T7Pa或更低的壓力。該真空腔12配備有用于基片1旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)真空 通孔4和連接到真空泵的連接口 ?；?裝載到真空腔12內(nèi)，并采用 機(jī)器人晶片機(jī)械手21傳送到基片臺2上。對于直徑為300mm(30cm) 的晶片，可用表面面積相對于現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備達(dá)到55cm2。
真空腔12內(nèi)有兩個(gè)包括坩堝7的噴射單元6。坩堝7含有用于蒸 發(fā)的源材料ll。坩堝7包括側(cè)壁16、第一端14和第二端15。孔隙17 位于側(cè)壁16上，并相對于第二端15更靠近第一端14。坩堝7由高半 導(dǎo)體級石墨加工而成。該石墨坩堝可以涂敷以碳化鈦。坩堝7的形狀基本上為圓柱形。源材料11采用圍繞坩堝7的阻抗加熱絲8加熱。阻 抗加熱絲8包括多個(gè)絲部件，以沿著坩堝7提供加熱輪廓。坩堝7被 加熱到1700。C，以便于鈦酸鍶的生成。從坩堝7的噴射速率釆用熱電 偶9進(jìn)行控制。輻射軍23包圍著坩堝7。坩堝加熱組件8和輻射罩23 連接到連接法蘭18上，該連接法蘭用于將熱源安裝在真空腔口內(nèi)。旋 轉(zhuǎn)基片加熱器臺2包括基片加熱器3?；?在沉積過程中被加熱和 旋轉(zhuǎn)。當(dāng)生成的鈦酸鍶Sr處于固體形式時(shí)，Ti可以為液體或固體形 式。兩個(gè)坩堝7的側(cè)壁16形成與水平面成90。的角度a?；_2基 本上是水平的。機(jī)械閘門10用于釋放和切斷原子或分子束。坩堝7 包括圓錐部20，該圓錐部20設(shè)置在基片臺2之上。圓錐部20向下朝 向基片臺2開口，且圓錐部20的壁將整個(gè)原子或分子流與水平面成一 定角度基本向下導(dǎo)向。圓錐部20被阻抗加熱元件8圍繞。圓錐部20 被加熱到比坩堝7的主體部更高的溫度。
原子或分子流通過位于坩堝的圓錐部20和主體容積24之間的閥 件19進(jìn)行控制。來自源材料ll的原子或分子沿著彎曲路徑傳送到基 片1。從源材料11蒸發(fā)的原子或分子首先從源材料11的表面出發(fā)， 受坩堝7的壁的限制，在基本向上的方向上行進(jìn)，然后通過在坩堝7 壁上的孔隙17，并通過圓錐部20，在那里基本向下地導(dǎo)向并到達(dá)基片 l表面。在源材料ll的表面與基片l之間沒有可見的直接線。在沉積 過程中，從源材料ll到基片1的原子或分子流保持基本恒定。主坩堝 容積24中的蒸氣壓力保持基本恒定。
通過沉積罩22，防止了來自真空腔壁的碎屑掉落到基片l上。沉 積軍22通過阻抗加熱器加熱。該沉積罩22平行于基片l表面放置。 該沉積罩22被加熱到450°C。加熱蒸發(fā)了積聚的污染物。
圖4用流程圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在階段41，基片l裝載到真 空腔12內(nèi)并采用機(jī)器人晶片機(jī)械手傳送到基片臺2上。在階段42， 通過加熱的沉積罩22，防止了來自真空腔壁的碎屑掉落到基片l上。 在階段43，源材料11釆用圍繞在坩堝7上的阻抗加熱絲8加熱。在 階段44，基片l被加熱和旋轉(zhuǎn)。在階段45，來自坩堝7的噴射速率采用熱電偶9進(jìn)行控制。在階段46，原子或分子流通過位于坩堝的圓錐 部20和主體容積24之間的閥件19進(jìn)行控制。在階段47，圓錐部20 的壁將整個(gè)原子或分子流與水平面成一定角度基本向下導(dǎo)向。在階段 48，來自源材料ll的原子或分子沿著彎曲路徑行進(jìn)到基片l上。在階 段49，機(jī)械閘門10用于釋放和切斷原子或分子束。
權(quán)利要求
1、用于蒸發(fā)的裝置，包括真空腔(12)、限定基片平面(26)的基片臺(2)和至少一個(gè)噴射單元(6)，該噴射單元(6)包括具有容積的坩堝(7)，其中所述噴射單元、坩堝和基片臺設(shè)置在所述真空腔內(nèi)，該坩堝包括-第一端(14)，-第二端(15)，-至少一個(gè)側(cè)壁(16)，-孔隙(17)，其中所述孔隙位于第一端或位于相比于到第二端更靠近第一端的側(cè)壁內(nèi)，該第二端布置為比第一端更靠近所述基片平面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述裝置用于分子束取向 附生。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，所述坩堝(7)的形 狀基本上為圓柱形，由此所述側(cè)壁(16)為圓柱形坩堝的基本彎曲的 表面區(qū)域。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 一圓錐部(20)在坩堝主 體容積(24 )外部連接到所述孔隙(17 )，以將原子或分子流從坩堝(7 ) 導(dǎo)向所述基片臺(2)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，在使用時(shí)，所述圓錐部(20) 設(shè)置在所述基片臺(2)之上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，在使用時(shí)，所述圓錐部(20 ) 設(shè)置為向下開口指向所述基片臺(2)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，在使用時(shí)，所述圓錐部(20 ) 的壁設(shè)置為將整個(gè)原子或分子流以與水平面成一定角度基本向下導(dǎo) 向。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，至少一個(gè)坩堝(7)的側(cè) 壁(16)形成與水平面成0°-90°的角度a。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述基片臺(2)為基本 水平的。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述真空腔(12)包括 至少兩個(gè)噴射單元(6)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中， 一閥件(19)設(shè)置在所 述圓錐部(20)和坩堝(7)主體容積之間。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述裝置包括用于將基 片(1)自動地放置到所述基片臺(2)上的工具(21)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，在使用時(shí)， 一沉積罩(22) 設(shè)置在所述基片臺(2)之上。
14、 用于蒸發(fā)的坩堝(7)，其具有容積，包括 —第一端(14)，—第二端(15)，一至少一個(gè)側(cè)壁(16)，一孔隙(17)，其中一所述孔隙設(shè)置在坩堝的側(cè)壁上，一所述坩堝包括能夠結(jié)合或可結(jié)合到所述孔隙的圓錐部(20)， 該圓錐部在坩堝主體容積(24)外面。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的坩堝，其中，所述蚶堝(7)的形狀 基本上為圓柱形，由此所述側(cè)壁(16)為圓柱形坩堝的基本彎曲的表 面區(qū)域。
16、 通過在真空腔(12)中蒸發(fā)以在基片上生長膜的方法，該真 空腔包括至少一個(gè)噴射單元(6)和含有源材料(11)的坩堝(7)，包 括—將基片(1)放置在真空腔內(nèi)，一從源材料(11)蒸發(fā)原子或分子，一將原子或分子導(dǎo)向所述基片(1)的表面，其中，來自噴射單元(6)的原子或分子的流向向下與水平面成一角度P，該角度至少為1°。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述膜通過分子束的取 向附生而生長。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，其中，膜以基本向上的 方向在所述基片(l)的表面上生長，該基片與水平面成不垂直的角度。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，來自所述至少一個(gè)噴射 單元(6)的原子或分子流的方向與水平面成一角度y，該角度在30。-60° 范圍內(nèi)。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，基片(l)采用自動工 具(21)放置到基片臺(2)上。
21、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，來自源材料(ll)表面 的所有原子或分子沿著彎曲路徑行進(jìn)到基片(l)上。
22、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，通過在基片之上布置沉 積罩(22)而使所述基片(1)表面免受污染。
23、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，來自包括鍶、鈦和氧的 反應(yīng)物的層形成在基片(l)表面上。
24、 通過在真空腔(12)中蒸發(fā)以在基片上生長膜的方法，該真 空腔包括至少一個(gè)噴射單元(6)和含有源材料(11)的坩堝(7)，該 方法包才舌—將基片(1)放置在真空腔內(nèi)， 一從源材料(11)蒸發(fā)原子或分子，一將所有原子或分子沿著彎曲路徑導(dǎo)向所述基片(1)的表面。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述膜通過分子束的取 向附生而生長。
26、 根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的方法，其中，在所述源材料(25 ) 的表面和基片(1)之間沒有直接可視的線。
27、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，在沉積過程中，從源材 料(11)到基片(1)的原子或分子流保持基本恒定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于蒸發(fā)的裝置，包括真空腔(12)、限定基片平面(26)的基片臺(2)和至少一個(gè)噴射單元(6)，該噴射單元(6)包括具有容積的坩堝(7)，其中所述噴射單元、坩堝和基片臺設(shè)置在真空腔內(nèi)。該坩堝包括第一端(14)、第二端(15)、至少一個(gè)側(cè)壁(16)和孔隙(17)。在根據(jù)本發(fā)明的典型裝置中，所述孔隙位于第一端或位于相比于到第二端更靠近第一端的側(cè)壁中，該第二端布置為比第一端更靠近該基片平面。本發(fā)明還涉及用于蒸發(fā)的坩堝，其具有容積，包括第一端、第二端、至少一個(gè)側(cè)壁和孔隙。本發(fā)明還涉及在基片上生長膜的方法。
文檔編號C23C14/24GK101597748SQ20091014532
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者J·萬哈塔洛 申請人:Dca器械有限公司