CN111575680A - 一种等离子化学气相沉积设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种等离子化学气相沉积设备，由于下部电极上存在磨损速度不同的多个电极区域，通过将下部电极的绝缘层也划分为多个绝缘区域，该多个绝缘区域与磨损速度不同的多个电极区域对应且多个绝缘区域的绝缘特性不同，即根据多个电极区域的磨损速度设置对应的绝缘特性的绝缘区域，以尽量减小下部电极的多个电极区域的磨损程度差异，从而提高了下部电极的磨损一致性，避免因局部磨损过快而导致的斑点等不良的产生，同时也能有效延长下部电极的使用寿命，避免频换新的下部电极所带来的成本增加。

Description

一种等离子化学气相沉积设备
技术领域
本发明涉及显示屏制备设备领域，具体涉及一种等离子化学气相沉积设备。
背景技术
等离子体增强沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，简称PECVD)是借助微波或射频等使含有薄膜成分原子的气体电离，在局部形成等离子体，等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。
然而，随着PECVD设备处理基板的数量的增多，其下部电极在长时间的制备过程中会慢慢磨损，使得制备的膜层的局部厚度差异以斑点的形态呈现，即产生斑点等不良。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种等离子化学气相沉积设备，旨在解决上述问题。
本发明一实施例提供的一种等离子化学气相沉积设备，包括：平行设置的上部电极和下部电极；其中，所述下部电极包括磨损速度不同的多个电极区域，所述下部电极面向所述上部电极一侧包括绝缘层，所述绝缘层包括与所述多个电极区域对应的绝缘特性不同的多个绝缘区域。
在一实施例中，所述多个电极区域中磨损速度较快的电极区域与所述多个绝缘区域中绝缘特性较高的绝缘区域对应。保证多个电极区域在各自的磨损速度下其磨损程度一致。
在一实施例中，所述多个绝缘区域沿垂直于所述上部电极和所述下部电极方向的厚度不同。通过设置不同厚度来实现多个绝缘区域的绝缘特性不同，从而实现多个电极区域的磨损程度尽量一致。
在一实施例中，所述下部电极背离所述上部电极一侧包括与所述绝缘层层叠设置的母材，所述母材靠近所述绝缘层一侧表面包括对应所述多个绝缘区域的深度不同的多个凹槽，所述绝缘层填充所述多个凹槽。既可以保证绝缘层面向上部电极一侧的表面平整，保证置于该表面的基板的平整性，还可以通过多个凹槽的不同深度实现绝缘层的多个绝缘区域的厚度，从而实现多个绝缘区域的不同绝缘特性，保证多个电极区域的磨损程度一致。
在一实施例中，所述母材与所述绝缘层之间设置结合层；优选地，所述结合层的材料包括光刻胶、硅基胶或环氧树脂胶。通过设置结合层以实现母材与绝缘层之间的结合和固定。
在一实施例中，所述多个绝缘区域的密度不同。提供了一种多个绝缘区域的绝缘特性不同的可实施方式。
在一实施例中，所述多个绝缘区域中密度较大的绝缘区域与所述多个电极区域中磨损速度较快的电极区域对应。通过设置不同密度来实现多个绝缘区域的绝缘特性不同，从而实现多个电极区域的磨损程度尽量一致。
在一实施例中，所述绝缘层包括层叠设置的多层子绝缘层；至少一层所述子绝缘层对应的绝缘区域的密度不同。提供了绝缘层的多种可实现方式。
在一实施例中，所述绝缘层包括第一子绝缘层和第二子绝缘层，所述第一子绝缘层靠近所述上部电极，所述多个绝缘区域内的所述第二子绝缘层的密度不同。通过第二子绝缘层的密度不同来实现绝缘层在不同绝缘区域内的绝缘特性或耐磨性能不同，并且利用绝缘特性相同的第一子绝缘层可以保持绝缘层表面的一致性和平整性。
在一实施例中，所述多个绝缘区域内的最远离所述上部电极的子绝缘层沿垂直于所述上部电极和所述下部电极方向的厚度不同。可以利用最远离所述上部电极的子绝缘层的不同厚度的绝缘区域来实现多个电极区域的磨损程度尽量一致。
本发明实施例提供的一种等离子化学气相沉积设备，由于下部电极上存在磨损速度不同的多个电极区域，通过将下部电极的绝缘层也划分为多个绝缘区域，该多个绝缘区域与磨损速度不同的多个电极区域对应且多个绝缘区域的绝缘特性不同，即根据多个电极区域的磨损速度设置对应的绝缘特性的绝缘区域，以尽量减小下部电极的多个电极区域的磨损程度差异，从而提高了下部电极的磨损一致性，避免因局部磨损过快而导致的斑点等不良的产生，同时也能有效延长下部电极的使用寿命，避免频换新的下部电极所带来的成本增加。
附图说明
图1所示为本申请一实施例提供的一种等离子化学气相沉积设备的结构示意图。
图2所示为本申请一实施例提供的一种下部电极的结构示意图。
图3所示为本申请另一实施例提供的一种下部电极的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，在示例性实施例中，因为相同的参考标记表示具有相同结构的相同部件或相同方法的相同步骤，如果示例性地描述了一实施例，则在其他示例性实施例中仅描述与已描述实施例不同的结构或方法。
在整个说明书及权利要求书中，当一个部件描述为“连接”到另一部件，该一个部件可以“直接连接”到另一部件，或者通过第三部件“电连接”到另一部件。此外，除非明确地进行相反的描述，术语“包括”及其相应术语应仅理解为包括所述部件，而不应该理解为排除任何其他部件。
图1所示为本申请一实施例提供的一种等离子化学气相沉积设备的结构示意图。如图1所示，该等离子化学气相沉积设备包括：平行设置的上部电极1和下部电极2。下部电极2包括磨损速度不同的多个电极区域，下部电极2面向上部电极1一侧包括绝缘层21，绝缘层21包括与多个电极区域对应的绝缘特性不同的多个绝缘区域。
等离子体化学气相沉积是借助微波或射频等使含有薄膜成分原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜，等离子体化学气相沉积设备是用于实现该功能的设备。本申请实施例的等离子体化学气相沉积设备通过设置上部电极1和下部电极2，利用上部电极1和下部电极2产生电流将薄膜成分的气体电离成等离子体，下部电极2面向上部电极1一侧表面设置基板，该等离子体在该基板上沉积以形成需求的薄膜膜层。而在电离的过程中，会对下部电极2的表面产生一定的磨损，由于下部电极2不同位置的材质、粗糙度、硬度以及清洁度等不会完全一样，下部电极2的不同位置在使用过程中的磨损速度和磨损程度也不完全一样(经过发明人长期研究发现，下部电极2中部两侧的位置磨损速度较快，即接近两侧边缘的位置磨损速度较快，两侧边缘和中部位置的磨损速度相对较慢)，这样会导致基板与下部电极2的不同位置的接触面积不同，从而导致在基板上沉积的薄膜的厚度存在不一致的情况，继而导致制备得到的膜层(例如第一层无机封装层)出现斑点等形态，增加了产品的不良率。出于解决上述问题，本申请实施例将下部电极2划分为多个电极区域，该多个电极区域的磨损速度不同(即材质、粗糙度、硬度以及清洁度等条件不同而导致的较大差异)，下部电极2在面向上部电极1的一侧包括绝缘层21，而绝缘层21根据该多个电极区域对应的将绝缘层21也划分为多个绝缘区域，并且该多个绝缘区域的绝缘特性不同(该绝缘特性与耐磨特性对应)。即通过设置不同绝缘特性的多个绝缘区域对应多个电极区域，从而保证下部电极2整体的磨损程度尽量一致，这样不仅能够保证基板与下部电极2的多个电极区域的接触面积一致，从而提高所制备的产品的良品率，而且下部电极2的多个电极区域的磨损程度一致，也可以尽量延长下部电极2的使用寿命，避免因为某一个电极区域磨损过快而导致整个下部电极2不能使用，从而延长下部电极2的更换周期，减少成本。应当理解，本申请实施例中的基板是根据所制备的产品所定的，例如制备刚性显示屏时，该基板可以是玻璃基板等刚性基板，本申请实施例对于基板的具体特性和材质不做限定。
本发明实施例提供的一种等离子化学气相沉积设备，由于下部电极上存在磨损速度不同的多个电极区域，通过将下部电极的绝缘层也划分为多个绝缘区域，该多个绝缘区域与磨损速度不同的多个电极区域对应且多个绝缘区域的绝缘特性不同，即根据多个电极区域的磨损速度设置对应的绝缘特性的绝缘区域，以尽量减小下部电极的多个电极区域的磨损程度差异，从而提高了下部电极的磨损一致性，避免因局部磨损过快而导致的斑点等不良的产生，同时也能有效延长下部电极的使用寿命，避免频换新的下部电极所带来的成本增加。
在一实施例中，多个电极区域中磨损速度较快的电极区域可以与多个绝缘区域中绝缘特性较高的绝缘区域对应。根据多个电极区域的磨损速度，对应设置多个绝缘区域的绝缘特性，可以将磨损速度较快的电极区域对应的绝缘区域设置为绝缘特性较高，即绝缘区域的绝缘特性与对应的电极区域的磨损速度正相关，例如可以成正比，这样就能够保证多个电极区域在各自的磨损速度下其磨损程度一致。
在一实施例中，多个绝缘区域沿垂直于上部电极1和下部电极2方向的厚度可以不同。本申请实施例可以通过设置多个绝缘区域沿垂直于上部电极1和下部电极2方向(由于上部电极1和下部电极2通常为竖直对立设置，垂直于上部电极1和下部电极2方向即为竖直方向)的厚度不同，即对应磨损速度较快的电极区域的绝缘区域的厚度较厚，可以利用不同厚度的绝缘区域来实现多个电极区域的磨损程度尽量一致，从而实现多个电极区域尽量同时磨损至不可用(当不良率达到预设值时，说明需要更换下部电极2)，从而尽量提高下部电极2的利用率。
在进一步的实施例中，多个绝缘区域沿垂直于上部电极1和下部电极2方向的厚度范围可以是15-60微米。即多个绝缘区域直于上部电极1和下部电极2方向的厚度可以是15微米、30微米、45微米、60微米等，绝缘区域的厚度过大会导致等离子体沉积的效率过低，而绝缘区域的厚度过小又会导致绝缘特性过低，因此，为了保证沉积效率和绝缘特性，本申请实施例将绝缘区域的厚度范围设定为15-60微米。
在另一实施例中，多个绝缘区域的密度可以不同。在进一步的实施例中，多个绝缘区域中密度较大的绝缘区域与多个电极区域中磨损速度较快的电极区域对应。绝缘区域的密度可以定义为各绝缘区域形成时的成膜速度或气孔的平均大小，即成膜速度越快、气孔的平均大小越大，绝缘区域的密度越小。在进一步的实施例中，多个绝缘区域的气孔的平均大小的范围可以是对应绝缘区域的厚度的1/10至1/5。绝缘区域的气孔的平均大小过小，即密度过大会导致等离子体沉积的效率过低，而绝缘区域的气孔的平均大小过大，即密度过小又会导致绝缘特性过低，因此，为了保证沉积效率和绝缘特性，本申请实施例将绝缘区域的气孔的平均大小的范围设定是对应绝缘区域的厚度的1/10至1/5。本申请实施例通过将多个绝缘区域的密度设置为不同，即对应磨损速度较快的电极区域的绝缘区域的密度较大，利用不同密度的绝缘区域来实现多个电极区域的磨损程度尽量一致，从而实现多个电极区域尽量同时磨损至不可用，从而尽量提高下部电极2的利用率。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取实现多个绝缘区域的绝缘特性不同的方式，只要所选取的方式能够实现多个绝缘区域的绝缘特性不同即可，本申请实施例对于实现多个绝缘区域的绝缘特性不同的具体方式不做限定。
在一实施例中，如图1所示，下部电极2背离上部电极1一侧可以包括与绝缘层21层叠设置的母材22。母材22可以实现下部电极2的电离功能，而设置于母材22一侧的绝缘层21可以保护母材22且避免母材22与基板直接接触。在进一步的实施例中，母材22可以包括陶瓷。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取母材22的材质，只要所选取的母材22的材质能够实现下部电极2的电离功能即可，本申请实施例对于母材22的具体材质不做限定。
在一实施例中，母材22与绝缘层21之间可以设置结合层23。通过设置结合层23以实现母材22与绝缘层21之间的结合和固定，在进一步的实施例中，结合层23可以包括胶层。利用胶层实现母材22与绝缘层21的粘黏，从而实现母材22与绝缘层21的结合与固定。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取结合层23的材质，例如光刻胶、硅基胶、环氧树脂胶等，只要所选取的结合层23的材质能够实现母材22与绝缘层21的结合与固定即可，本申请实施例对于结合层23的具体材质不做限定。
图2所示为本申请一实施例提供的一种下部电极的结构示意图。如图2所示，母材22靠近绝缘层21一侧表面包括对应多个绝缘区域的深度不同的多个凹槽24，绝缘层21填充多个凹槽24。
在进一步的实施例中，多个凹槽24的深度范围可以是对应的绝缘区域的厚度的1/5至1/2。即凹槽24的深度范围可以是对应的绝缘区域的厚度的1/5、1/4、1/3、1/2等，凹槽24的深度过大会导致母材22的电离功能过低，而凹槽24的深度过小又会难以保证各个绝缘区域的绝缘特性满足需求，因此，在综合考虑母材22的电离功能和绝缘区域的需求下，本申请实施例将多个凹槽24的深度范围设定为对应的绝缘区域的厚度的1/5至1/2。通过在母材22靠近绝缘层21一侧表面设置多个深度不同的凹槽24，并且绝缘层21填充凹槽24，既可以保证绝缘层21面向上部电极1一侧的表面平整，保证置于该表面的基板的平整性，从而更好的制备薄膜，还可以通过多个凹槽24的不同深度实现绝缘层21的多个绝缘区域的厚度，从而实现多个绝缘区域的不同绝缘特性，保证多个电极区域的磨损程度一致，继而保证了基板与下部电极2的多个电极区域的接触面积一致，从而提高所制备的产品的良品率，而且也可以尽量延长下部电极2的使用寿命，避免因为某一个电极区域磨损过快而导致整个下部电极2不能使用，从而延长下部电极2的更换周期，减少成本。
在一实施例中，凹槽24的形状可以包括如下形状中的任一种或多种的组合：方形、弧形、梯形等。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取凹槽24的不同形状，只要所选取的凹槽24的形状能够满足绝缘区域的不同厚度需求即可，本申请实施例对于凹槽24的具体形状不做限定。
图3所示为本申请另一实施例提供的一种下部电极的结构示意图。如图3所示，绝缘层21可以包括层叠设置的多层子绝缘层，其中至少一层子绝缘层对应的绝缘区域的密度不同。下面以绝缘层包括两层子绝缘层为例进行说明，绝缘层21包括第一子绝缘层211和第二子绝缘层212，第一子绝缘层211靠近上部电极1。本申请实施例可以设置层叠的上下两层子绝缘层，例如可以不对第一子绝缘层211进行划分，只对第二子绝缘层212进行划分，即各个绝缘区域中的第一子绝缘层211的绝缘特性一致、第二子绝缘层212的绝缘特性不同，通过第二子绝缘层212的绝缘特性不同来实现绝缘层21在不同绝缘区域内的绝缘特性或耐磨性能不同，并且利用绝缘特性相同的第一子绝缘层211可以保持绝缘层21表面的一致性和平整性。该实施例中的绝缘层21的制备方式可以是先制备第二子绝缘层212，然后在第二子绝缘层212上制备第一子绝缘层211。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取绝缘层21的不同层数，只要所选取的绝缘层21的层数能够满足绝缘区域的不同绝缘特性需求即可，本申请实施例对于绝缘层21的具体层数不做限定。
在进一步的实施例中，第二子绝缘层212的密度可以不同。在进一步的实施例中，多个绝缘区域中第二子绝缘层212密度较大的绝缘区域与多个电极区域中磨损速度较快的电极区域对应。通过将多个绝缘区域内的第二子绝缘层212的密度设置为不同，即对应磨损速度较快的电极区域的绝缘区域内的第二子绝缘层212的密度较大，利用不同密度的绝缘区域来实现多个电极区域的磨损程度尽量一致，从而实现多个电极区域尽量同时磨损至不可用，从而尽量提高下部电极2的利用率。
在一实施例中，多个绝缘区域内的最远离上部电极1的子绝缘层(即上述实施例中的第二子绝缘层212)沿垂直于上部电极1和下部电极2方向的厚度可以不同。在进一步的实施例中，多个绝缘区域内的最远离上部电极1的子绝缘层厚度较大的绝缘区域与多个电极区域中磨损速度较快的电极区域对应。通过设置多个绝缘区域内的最远离上部电极1的子绝缘层沿垂直于上部电极1和下部电极2方向的厚度不同，即对应磨损速度较快的电极区域的绝缘区域内的最远离上部电极1的子绝缘层的厚度较厚，可以利用不同厚度的绝缘区域来实现多个电极区域的磨损程度尽量一致，从而实现多个电极区域尽量同时磨损至不可用，从而尽量提高下部电极2的利用率。具体的，仍以上述两层子绝缘层为例，实现多个绝缘区域内的第二子绝缘层212的厚度不同的方式可以如图2所示的结构实现，即在母材上设置多个凹槽，并以第二子绝缘层212填充该多个凹槽。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取实现多个绝缘区域内的第二子绝缘层212的厚度不同的方式，只要所选取的方式能够实现多个绝缘区域的绝缘特性不同即可，本申请实施例对于实现多个绝缘区域内的第二子绝缘层212的厚度不同的具体方式不做限定。
应当理解，上述实施例中的多个绝缘区域内的绝缘层21的密度和厚度的不同都是为实现该多个绝缘区域内的绝缘层21的绝缘特性的不同，即不同的密度和厚度的设置是实现不同的绝缘特性的具体手段，因此，本申请实施例可以根据所需要的绝缘特性的需求而适当的选取多个绝缘区域内的绝缘层21的密度和厚度的组合，例如包括4个绝缘区域，该4个绝缘区域的密度相同且厚度分别为15微米、30微米、45微米、60微米。又例如包括4个绝缘区域，该4个绝缘区域的厚度相同且气孔的平均大小的范围分别为对应绝缘区域的厚度的1/5、1/6、1/8、1/10。或者，对于磨损较快的电极区域对应的绝缘区域，可以设置该区域的气孔的平均大小的范围分别为对应绝缘区域的厚度的1/8到1/10，即该绝缘区域的密度较大，厚度为45-60微米；对于磨损较慢的电极区域对应的绝缘区域，可以设置该区域的气孔的平均大小的范围分别为对应绝缘区域的厚度的1/5到1/6，即该绝缘区域的密度较小，厚度为15-30微米，通过设置不同绝缘区域的密度和厚度的方式，能进一步避免局部磨损过快而频繁更换电极带来的成本增加，提高了各个绝缘区域的下部电极的磨损的一致性。只要所选取的多个绝缘区域的密度和厚度的组合能够保证与对应多个绝缘区域的的电极区域的磨损程度一致即可，本申请实施例多个绝缘区域的具体密度和厚度不做限定。
应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取实现多层绝缘层的多个绝缘区域的绝缘特性不同的方式，只要所选取的方式能够实现多个绝缘区域的绝缘特性不同即可，本申请实施例对于实现多层绝缘层的多个绝缘区域的绝缘特性不同的具体方式不做限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种等离子化学气相沉积设备，其特征在于，包括：
平行设置的上部电极和下部电极；
其中，所述下部电极包括磨损速度不同的多个电极区域，所述下部电极面向所述上部电极一侧包括绝缘层，所述绝缘层包括与所述多个电极区域对应的绝缘特性不同的多个绝缘区域。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个电极区域中磨损速度较快的电极区域与所述多个绝缘区域中绝缘特性较高的绝缘区域对应。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述多个绝缘区域沿垂直于所述上部电极和所述下部电极方向的厚度不同。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述下部电极背离所述上部电极一侧包括与所述绝缘层层叠设置的母材，所述母材靠近所述绝缘层一侧表面包括对应所述多个绝缘区域的深度不同的多个凹槽，所述绝缘层填充所述多个凹槽。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述母材与所述绝缘层之间设置结合层；
优选地，所述结合层的材料包括光刻胶、硅基胶或环氧树脂胶。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个绝缘区域的密度不同。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述多个绝缘区域中密度较大的绝缘区域与所述多个电极区域中磨损速度较快的电极区域对应。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述绝缘层包括层叠设置的多层子绝缘层；至少一层所述子绝缘层对应的绝缘区域的密度不同。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述绝缘层包括第一子绝缘层和第二子绝缘层，所述第一子绝缘层靠近所述上部电极，所述多个绝缘区域内的所述第二子绝缘层的密度不同。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述多个绝缘区域内的最远离所述上部电极的所述子绝缘层沿垂直于所述上部电极和所述下部电极方向的厚度不同。
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