CN101255553A - 等离子辅助化学气相沉积装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种等离子辅助化学气相沉积装置。该等离子辅助化学气相沉积装置包括一射频电路、一第一电极板和一第二电极板，该第二电极板与该第一电极板相对设置。该第一电极板包括至少两个子电极板。该射频电路包括一射频功率源和至少两个可变电阻，该射频功率源的一端与该第二电极板连接，该射频功率源的另一端分别经由该可变电阻连接到该至少两个子电极板。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子辅助化学气相沉积装置。
背景技术
薄膜沉积泛指在一块基板上成长一层同质或异质材料薄膜的方法。依据薄膜沉积过程中是否包含有化学反应的机制，可以将薄膜沉积区分为：物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)和化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)两类。随着沉积技术和沉积参数的差异，所沉积薄膜的结构可能是单晶、多晶或非结晶的结构。
物理气相沉积法是一种不包含化学反应的薄膜沉积过程。半导体工艺中所使用的物理气相沉积方法主要有蒸镀(evaporation)和溅镀(sputtering)两种。此外，分子束磊晶(molecular beam epitaxy，MBE)是由蒸镀所衍生的工艺。对于蒸镀方法，蒸镀材料最简单的加热方法是利用电阻加热。在蒸镀过程中，基板温度对蒸镀薄膜的性质会有很重要的影响，通常基板也要适当加热，使得蒸镀原子具足够的能量，可以在基板表面移动，如此才能形成均匀的薄膜。溅镀工艺是指利用等离子对一块靶材进行离子轰击，利用离子轰击的能量转移，将靶材表面的原子撞击出来并沉积到基板上。
化学气相沉积是使气体经由化学反应在基板表面成长薄膜的方法。经常使用的化学气相沉积方法有：大气压化学气相沉积(atmospheric pressure chemical vapor deposition，APCVD)、低压化学气相沉积(low pressure chemical vapor deposition，LPCVD)和等离子辅助化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)。
等离子辅助化学气相沉积是使用等离子的能量，使得沉积化学反应的温度降低。在化学气相沉积中由于等离子的作用而会有光线的放射，因此，等离子辅助化学气相沉积系统也称为辉光放射系统。所谓等离子，是对气体施加以燃烧、电弧、高频、微波、雷射、核融合等能量，使部分气体分子被解离成为自由电子、离子、分子(尚未被解离)或自由基等粒子，这些粒子的混合组态即是所谓的等离子。
请参阅图1，是一种现有技术等离子辅助化学气相沉积装置的结构示意图。该等离子辅助化学气相沉积装置包括一沉积室11、一第一电极板12、一第二电极板13和一射频电路14。该沉积室11包括一进气口111和一排气口112。该第一电极板12和该第二电极板13置于该沉积室11内。射频电路14连接在该第一电极板12和该第二电极板13之间，其为该等离子辅助化学气相沉积装置提供足够的能量。
反应气体从该进气口111导入该沉积室11内，当经由该射频电路14给该等离子辅助化学气相沉积装置提供能量时，反应气体被电子撞击而解离形成等离子状态并发生化学反应，反应的生成物沉积在基板(图未示)上，该基板放置在该第二电极板13上。反应产生的废气从该排气口112排出。
但是，由于受温度、压力和反应气体的流速等因素的影响，等离子的浓度并不均匀而往往出现局部范围的群集现象。等离子浓度的不均匀性影响着薄膜沉积的均匀性。基板的尺寸越大，沉积的薄膜厚度越容易发生不均匀的现象。
发明内容
为了解决薄膜沉积的不均匀性问题，提供一种使薄膜沉积较均匀的等离子辅助化学气相沉积装置实为必要。
一种等离子辅助化学气相沉积装置，其包括一射频电路、一第一电极板和一第二电极板，该第二电极板与该第一电极板相对设置；该第一电极板包括至少两个子电极板，该射频电路包括一射频功率源和至少两个可变电阻，该射频功率源的一端与该第二电极板连接，该射频功率源的另一端分别经由该可变电阻连接到该至少两个子电极板
相较于现有技术，由于上述等离子辅助化学气相沉积装置的第一电极板包括至少两个子电极板，可经由该射频电路分别调节等离子区域的局部电场强度，进而改变各区域的等离子浓度，使整个区域的等离子浓度更加均匀，从而使大面积薄膜沉积较均匀。
附图说明
图1是一种现有技术等离子辅助化学气相沉积装置的结构示意图。
图2是本发明等离子辅助化学气相沉积装置第一实施方式的结构示意图。
图3是图2所示等离子辅助化学气相沉积装置的第一电极板的平面示意图。
图4是本发明等离子辅助化学气相沉积装置第二实施方式的第一电极板的平面示意图。
具体实施方式
请参阅图2，是本发明等离子辅助化学气相沉积装置第一实施方式的结构示意图。该等离子辅助化学气相沉积装置包括一沉积室24、一第一电极板21、一第二电极板22和一射频电路23，该两个电极板21、22相对设置。该沉积室24包括一进气241和排气口242。该第一电极板21和该第二电极板22置于该沉积室24内。该第一电极板21和该第二电极板22的材料通常是铝。该沉积室24的腔壁的材料可以是铝或玻璃。
请参阅图3，是该第一该电极板21的平面示意图。第一电极板21包括三个子电极板211、212和213，该三个子电极板211、212和213处于同一水平面内且形状是矩形，即该三个子电极板211、212和213与该第二电极板22的垂直距离相等。相邻两个子电极板之间的距离小于0.5cm。
该射频电路23位于该沉积室24外，其包括一射频功率源230和三个可变电阻231、232和233。该射频功率源230的一端与该第二电极板22相连接，该射频功率源230的另一端分别经由该三个可变电阻231、232和233连接到该三个子电极板211、212和213。该射频电路23的频率是13.56MHz。
应用该等离子辅助化学气相沉积装置进行化学气相沉积时，可以先沉积一层薄膜，测量并分析该薄膜各区域的厚度，根据该厚度便可以得知等离子浓度的均匀状况，从而调节该可变电阻231、232和233，经由改变局部电场的强度，改善等离子浓度的均匀状况，从而使薄膜沉积更加均匀。当该等离子辅助化学气相沉积装置调整到沉积的薄膜具良好均匀性后，并可以用于对实际的基板进行薄膜沉积。
请参阅图4，是本发明等离子辅助化学气相沉积装置第二实施方式的第一电极板的平面示意图。与第一实施方式相比，其差别仅在于该第一电极板31包括9个子电极板，排列成3乘3矩阵形式，相应地，每一子电极板与该射频功率源之间串接一可变电阻。每相邻两个子电极板之间的距离小于0.5cm。
本发明等离子辅助化学气相沉积装置并不限于上述实施方式所述，如与该第二实施方式相比，该第一电极板的子电极板的个数还可以是二个、四个、五个......等。子电极板的形状并不限于矩形，如还可以是三角形或菱形等。
由于上述等离子辅助化学气相沉积装置的第一电极板包括至少两个子电极板，经由调节可变电阻，可以实现对各区域等离子浓度的调整，从而使薄膜沉积较均匀。
Claims (10)
1. 一种等离子辅助化学气相沉积装置，其包括：一射频电路、一第一电极板和一第二电极板，该第二电极板与该第一电极板相对设置，其特征在于：该第一电极板包括至少两个子电极板，该射频电路包括一射频功率源和至少两个可变电阻，该射频功率源的一端与该第二电极板连接，该射频功率源的另一端分别经由该可变电阻连接到该至少两个子电极板。
2. 如权利要求1所述的等离子辅助化学气相沉积装置，其特征在于：该等离子辅助化学气相沉积装置进一步包括一沉积室，该第一电极板和该第二电极板置于该沉积室内。
3. 如权利要求2所述的等离子辅助化学气相沉积装置，其特征在于：该沉积室的腔壁的材料是铝或玻璃。
4. 如权利要求1所述的等离子辅助化学气相沉积装置，其特征在于：该两个子电极板的形状是矩形。
5. 如权利要求1所述的等离子辅助化学气相沉积装置，其特征在于：该两个子电极板的形状是三角形。
6. 如权利要求1所述的等离子辅助化学气相沉积装置，其特征在于：该两个子电极板位于同一平面内。
7. 如权利要求1所述的等离子辅助化学气相沉积装置，其特征在于：该两个子电极板之间的距离小于0.5cm。
8. 如权利要求1所述的等离子辅助化学气相沉积装置，其特征在于：该射频电路的频率是13.56MHz。
9. 如权利要求1所述的等离子辅助化学气相沉积装置，其特征在于：该第一电极板的子电极板的个数是9个。
10. 如权利要求9所述的等离子辅助化学气相沉积装置，其特征在于：该9个子电极板排列成3乘3矩阵形式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007100734077A CN101255553A (zh) | 2007-02-28 | 2007-02-28 | 等离子辅助化学气相沉积装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CNA2007100734077A CN101255553A (zh) | 2007-02-28 | 2007-02-28 | 等离子辅助化学气相沉积装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101255553A true CN101255553A (zh) | 2008-09-03 |
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| CN (1) | CN101255553A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101988192A (zh) * | 2010-11-16 | 2011-03-23 | 深圳市创益科技发展有限公司 | 复合电极板及pecvd沉积盒和pecvd系统 |
| CN111322843A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-23 | 中国农业大学 | 根茎类中药材多层式真空射频-热风联合干燥方法与设备 |
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2007
- 2007-02-28 CN CNA2007100734077A patent/CN101255553A/zh active Pending
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Open date: 20080903 |