技术领域
[0001] 本
发明涉及
半导体技术领域，特别涉及一种磁控溅射装置。
背景技术
[0002] 发光
二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)作为光
电子产业中极具影响
力的新产品，具有体积小、使用寿命长、
颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、
信号灯、
背光源、玩具等领域。
[0003] 在
发光二极管的制作过程中，
外延片的生长十分重要，外延片的
质量会影响到发光二极管的性能。
[0004] 外延片通常在
物理气相沉积(英文：Physical Vapor Deposition，简称：PVD)装置中进行，磁控溅射装置是物理气相沉积装置中的一种，这种装置包括一个封闭的反应腔，在反应腔内设有载台，外延片在载台上生长。在反应腔的腔壁上通常有一个连通反应腔内外的注气孔，注气孔可以与注气设备连接。在进行外延片的生长时，注气设备通过注气孔向反应腔内注入氩气、氮气等气体。在外延片的生长中，会由于反应腔内不同区域的气体流量和分布不均匀，导致外延片的厚度的均匀性较差，影响外延片的质量。
发明内容
[0005] 本发明
实施例提供了一种磁控溅射装置，能够提高外延片的厚度的均匀性。所述技术方案如下：
[0006] 本发明实施例提供了一种磁控溅射装置，包括载台，所述磁控溅射装置还包括用于连接注气设备的匀气管，所述匀气管呈圆弧状，所述载台位于所述匀气管所在的圆周内，所述匀气管上具有多个出气孔，所述多个出气孔沿所述匀气管所在的圆周分布，所述多个出气孔的出气方向均指向所述匀气管所在圆周的圆心。
[0007] 可选地，所述匀气管的管壁上连通有用于连接注气设备的注气管。
[0008] 可选地，所述多个出气孔的直径和所述多个出气孔与所述注气管之间的传输路径的长度呈反相关关系。
[0009] 可选地，所述注气管与所述匀气管所在的圆周相切。
[0010] 可选地，所述多个出气孔沿所述匀气管所在的圆周等
角度间隔分布。
[0011] 可选地，所述匀气管的圆心角为1.5π～2π。
[0012] 可选地，所述载台为圆形，所述载台与所述匀气管所在的圆周同心布置。
[0013] 可选地，所述匀气管的截面为圆形、半圆形、矩形、椭圆形、半椭圆形中的任意一种。
[0014] 可选地，所述匀气管的截面为圆形或半圆形，所述匀气管的截面的半径为15mm～35mm。
[0015] 可选地，所述多个出气孔的直径为0.1mm～1.0mm。
[0016] 本发明实施例通过设置成圆弧状的匀气管，载台位于匀气管所在的圆周内，由于匀气管上具有多个出气孔，这样在载台上生长外延片时，匀气管连接注气设备，可以通过多个出气孔注入气体。由于多个出气孔沿匀气管所在的圆周分布，且多个出气孔的出气方向均指向匀气管所在圆周的圆心，因此可以使匀气管所在的圆周范围内的气体的流量和分布更加均匀，从而可以提高生长出的外延片的厚度的均匀性，提高外延片的质量。
附图说明
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018] 图1是相关技术中的一种磁控溅射装置的结构图；
[0019] 图2是本发明实施例提供的一种磁控溅射装置的结构图；
[0020] 图3是本发明实施例提供的一种匀气管的局部截面示意图。
具体实施方式
[0021] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0022] 为了更好的理解本发明，以下对相关技术中的一种磁控溅射装置进行简单说明。
[0023] 图1是相关技术中的一种磁控溅射装置的结构图。如图1所示，该磁控溅射装置包括一个反应腔10，在反应腔10内设有载台20，外延片在载台20上生长。在反应腔10的腔壁上通常有一个连通反应腔10内外的注气孔10a，以及一个排气孔10b。注气孔10a可以与注气设备连接。在进行外延片的生长时，注气设备通过注气孔10a向反应腔10内注入氩气、氮气、
氧气等气体，未参与反应的气体可以从排气孔10b排出。图1中虚线箭头表示气体的流动方向，气体在进入反应腔10后，会以不同的方向流向排气孔10b。在外延片的生长中，会由于反应腔10内不同区域的气体流量和分布不均匀，导致外延片的厚度的均匀性较差，影响外延片的质量。
[0024] 图2是本发明实施例提供的一种磁控溅射装置的结构图。如图2所示，该磁控溅射装置包括载台40和用于连接注气设备的匀气管50。
[0025] 如图2所示，匀气管50呈圆弧状，载台40位于匀气管50所在的圆周内。
[0026] 图3是本发明实施例提供的一种匀气管的局部截面示意图。如图3所示，匀气管50上具有多个出气孔50a，多个出气孔50a沿匀气管50所在的圆周分布。多个出气孔50a的出气方向均指向匀气管50所在圆周的圆心。这里，出气方向指的是沿出气孔50a的轴向指向匀气管50的外部的方向。例如图2中的虚线箭头所示，该方向也是气体从出气孔50a中流出时的方向，图2中仅示例性地示出了12个出气孔50a的出气方向，并不用以限定出气孔50a的数量只能为12个。
[0027] 磁控溅射装置通常都具有一个反应腔30，载台40和匀气管50均位于反应腔内部，反应腔30的腔壁上还可以设有排气孔30b。
[0028] 通过设置成圆弧状的匀气管，载台位于匀气管所在的圆周内，由于匀气管上具有多个出气孔，这样在载台上生长外延片时，匀气管连接注气设备，可以通过多个出气孔注入气体。由于多个出气孔沿匀气管所在的圆周分布，且多个出气孔的出气方向均指向匀气管所在圆周的圆心，因此可以使匀气管所在的圆周范围内的气体的流量和分布更加均匀，从而可以提高生长出的外延片的厚度的均匀性，提高外延片的质量。
[0029] 可选地，匀气管50的圆心角可以为1.5π～2π。匀气管50的圆心角越大，则出气孔50a分布的区域越大，匀气管所在的圆周范围内的气体的流量和分布就越均匀，可以进一步提高生长出的外延片的厚度的均匀性，提高外延片的质量。示例性地，匀气管50的圆心角可以为2π，这样匀气管50就可以将载台40围住，使载台40周围的气体的流量和分布更加均匀，能够进一步提高生长出的外延片的厚度的均匀性。
[0030] 在本实施例中，圆心角为2π的匀气管50可以是采用管道弯折后首尾不相连的环状管，也可以是首尾相连的环状管。
[0031] 如图2所示，载台40可以为圆形，载台40与匀气管50所在的圆周同心布置。这样在通过匀气管50注入气体时，在载台40表面的气体的流量和分布更加均匀。
[0032] 如图2所示，匀气管50的管壁上可以连通有用于连接注气设备的注气管60。注气管60从反应腔的内部延伸至反应腔的外部，以便于连接置于反应腔外部的注气设备。
[0033] 注气管60与匀气管50均可以为不锈
钢管道，可以有利于延长使用寿命，注气管60与匀气管50之间可以
焊接，或者也可以通过
螺纹接头连接。
[0034] 注气管60可以与匀气管50的一端的端部连通，这样可以有利于气体在匀气管50内的流动。
[0035] 可选地，注气管60可以与匀气管50所在的圆周相切。这样在通过注气管60向匀气管50注入气体时，可以减小气体对匀气管50的关闭的冲击，有利于气体在匀气管50内的流动，可以提高与注气管60之间的传输路径较长的出气孔50a的出气量。这里，传输路径指的是气体流动的路径，例如出气孔50a与注气管60之间的传输路径指的是气体从注气管60进入到匀气管50的
位置开始，到气体从出气孔50a中离开匀气管50为止，气体所流过的路径。
[0036] 可选地，多个出气孔50a的直径可以和多个出气孔50a与注气管60之间的传输路径的长度呈反相关关系。这样有利于减小各个出气孔50a在单位时间内的出气量的差异，使匀气管所在的圆周范围内的气体的流量和分布更加均匀，可以进一步提高生长出的外延片的厚度的均匀性，提高外延片的质量。由于与注气管60之间的传输路径较短的出气孔50a处的气体压力会较大，而与注气管60之间的传输路径较长的出气孔50a处的气体压力会较小。以图2中的出气孔A、出气孔B、出气孔C为例，出气孔A与注气管60之间的传输路径的长度小于出气孔B与注气管60之间的传输路径的长度，因此出气孔A处的气体压力大于出气孔B处的气体压力。在出气孔A的直径与出气孔B的直径相同的情况下，单位时间内，出气孔A的出气量会大于出气孔B的出气量。而将出气孔B的直径设置得比出气孔A大，就可以增加出气孔B的出气量，减小出气孔A的出气量，使单位时间内，出气孔A和出气孔B的出气量的差值缩小。因此在出气孔A、出气孔B、出气孔C中，出气孔C的直径可以最大，出气孔A的直径可以最小，出气孔B的直径可以介于出气孔A的直径和出气孔C的直径之间。
[0037] 可选地，多个出气孔50a的直径可以为0.1mm～1.0mm。示例性地，出气孔50a的直径可以为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm或1.0mm。对于与注气管60之间的传输路径较短的出气孔50a，直径可以设置为0.1～0.3mm。对于与注气管60之间的传输路径较长的出气孔50a，直径可以设置为0.4mm～1.0mm。
[0038] 可选地，多个出气孔50a可以沿匀气管50所在的圆周等角度间隔分布。这样有利于使匀气管所在的圆周范围内的气体的流量和分布更加均匀，可以进一步提高生长出的外延片的厚度的均匀性，提高外延片的质量。
[0039] 进一步地，沿匀气管50所在的圆周，相邻出气孔50a的角度间隔为5°～20°。示例性地，相邻出气孔50a的角度间隔可以为6°、8°、10°15°等。在本实施例中，匀气管50所在的圆周的直径为42cm，相邻出气孔50a之间的间距为2cm，相邻出气孔50a的角度间隔大约为5.5°。例如还可以将相邻出气孔50a之间的间距设为为4cm，则相邻出气孔50a的角度间隔大约为11°。
[0040] 可选地，所有出气孔50a的平均面积可以与出气孔50a的总数成反比，这样可以使所有出气孔50a的面积之和近似恒定，可以确保注入的气体的总流量近似不变。
[0041] 可选地，匀气管50的截面可以为圆形、半圆形、矩形、椭圆形、半椭圆形中的任意一种。可以根据不同需要选择不同的截面，例如可以根据加工的难易程度，选择较容易加工的截面形状的匀气管50。
[0042] 当匀气管50的截面为圆形或半圆形时，匀气管50的截面的半径可以为15mm～35mm。匀气管50的半径可以根据所需要的总的气体流量进行设置，如果总的气体流量要求较大，则可以将匀气管50的截面的半径设置的较大一些，反之则将匀气管50的截面的半径设置的较小一些。
[0043] 优选地，匀气管50的截面可以为半圆形、矩形或半椭圆形。半圆形、矩形或半椭圆形都至少有一条边为直边。以截面为半圆形为例，半圆形截面具有一直边和一半圆弧边，半圆形截面的直边可以垂直于匀气管50所在的圆周，且直边与匀气管50所在圆周的圆心的距离小于半圆弧边的中点与匀气管50所在圆周的圆心的距离。这样匀气管50就具有一个圆柱状的
侧壁，且圆柱状的侧壁较靠近匀气管50所在的圆周的圆心，在该圆柱状的侧壁上较容易加工出出气孔50a，且容易控制出气孔50a的出气方向。
[0044] 在本实施例所提供的磁控溅射装置和相关技术中的磁控溅射装置中分别进行
镀膜，所选用的衬底均为蓝
宝石衬底。对两个磁控溅射装置中所形成的
薄膜采用
光谱椭偏仪进行均匀性
数据采集，得到如下表中的数据。对比可知，本实施例所提供的磁控溅射装置所形成的薄膜具有更好的均匀性。
[0045]
[0046] 上表中，均匀性STD指膜层的厚度的标准差，表征的是膜层的厚度偏离制程工艺标准的程度。数值越小，表明越接近制程工艺标准，均匀性越高。表中的1#片表示图1或图2中，标号为a的圆中形成的膜层，从标号为a的圆开始沿顺
时针方向依次排列的四个圆中形成的膜层依次为2#片～5#片。片间则表示1#片～5#片之间的均匀性STD。
[0047] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
