CN201416032Y - 一种用于硅薄膜均匀沉积的布气盒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，包括：布气板(1)，位于射频电极的下侧；位于所述布气板(1)下端的多个腔体(6)，所述腔体和腔体之间具有多个进气孔(3)，所述腔体(6)的底面上具有多个排气元件；以及位于所述腔体(6)下端的用于沉积硅薄膜的基板(5)。通过上述结构，本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒可以达到如下目的：通过使排气孔均匀分布于进气孔周围，以使通过进气孔的气体和部分气体离解产生的有害SiH2基团及时的由设置于布气板底端的排气孔排出，保证在整个基片区域里等离子体成分的均一性，从而实现大面积硅薄膜的均匀沉积。
Description
技术领域
本实用新型涉及硅薄膜沉积技术领域，具体涉及一种用于硅薄膜均匀沉积的布气盒。
背景技术
在硅薄膜制备工艺中，通常要通过等离子体增强化学气相沉积(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，简称PECVD)方式进行制备。在这种PECVD工艺中，多采用平板电极和微孔式结构的布气方式，如图1所示。图1为现有PECVD薄膜制备装置的结构示意图，包括平板阴极101、布气板103和基板105，其中布气板103上均匀分布着多个布气孔104，在薄膜制备时通入的反应气体102会在电场的作用下被分解为离子和活性基团等并沉积在基板105上，但是这种设计是基板侧面进行抽气，这样基板中央不利于硅薄膜沉积的SiH2基团向基板四周扩散，使得处于基板四周位置的SiH2基团浓度偏大，最终会导致基板四周沉积的硅薄膜的性能与基板中间位置沉积的硅薄膜有很大差别，整块基板沉积薄膜的均匀性变差，尤其在大面积硅薄膜上表现更为明显。如图2所示，其中201表示进气口，202表示抽气方向，基片四周A，B，C和D等离子区域SiH2基团浓度比中心区域高，硅薄膜的光电性质会较中心区域为差，影响硅薄膜的均匀特性。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，以解决现有技术的PECVD薄膜制备装置容易造成硅薄膜的均匀性不佳的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，包括：
布气板，位于射频电极的下侧；位于所述布气板下端的多个腔体，所述腔体和腔体之间具有多个进气孔，所述腔体的底面上具有多个排气元件；以及位于所述腔体下端的用于沉积硅薄膜的基板。
所述的排气元件为排气孔或绝缘材料的排气管道，所述的排气管道的下端延伸至所述基板附近，与基板表面距离为0.1mm-20mm。
按照本发明的另一方面，用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，包括：布气板，位于射频电极的下侧；一布气底板设于布气板的下层同布气板构成夹层结构，所述布气底板跟布气板上对应的开有多个通孔，以容纳位于布气底板跟布气板之间的多个排气元件，所述布气底板上另开有多个进气孔，所述排气元件穿透整个所述布气板和所述布气底板，并同布气板和布气底板密封连接；以及位于所述腔体下端的用于沉积硅薄膜的基板。
所述的排气元件为绝缘材料的排气管道，且所述的排气管道的下端延伸至所述基板附近，与所述基板表面距离为0.1mm-20mm。
所述的排气元件之间呈矩形阵列排布，进气孔之间也呈矩形阵列排布，且排气元件同进气孔之间交错排布。
所述的排气元件为圈缝型，并包含内圈管壁和外圈管壁，所述的进气孔位于所述的排气元件的内圈管壁以内。
所述的排气元件为栅格形的排气狭缝，所述的进气孔位于所述栅格形排气狭缝之间的矩形空间内。
所述的排气元件呈圆形，直径为0.1mm-5mm，相邻排气元件的中心轴相距1mm-20mm。
所述的圈缝型排气元件的外圈管壁的直径为0.1mm-20mm。
所述栅格形排气狭缝的相邻狭缝间距为0.1mm-20mm。
通过上述结构，本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒可以达到如下目的：通过使排气孔均匀分布于进气孔周围，以使通过进气孔的气体和部分气体离解产生的有害SiH2基团及时的由设置于布气板底端的排气孔排出，保证在整个基片区域里等离子体成分的均一性，从而实现大面积硅薄膜的均匀沉积。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
图1为现有技术的硅薄膜沉积设备的结构示意图；
图2为现有技术大面积不均匀硅薄膜的平面示意图；
图3为本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒一实施例的示意图；
图4为本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒的另一实施例的示意图；
图5为本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒的又一实施例的示意图；
图6为本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒的再一实施例的示意图；
图7为本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒的排气孔或排气管道的一种设计图；
图8为本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒的排气孔或排气管道的另一种设计图；
图9为本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒的排气孔或排气管道的又一种设计图。
图中附图标记为：
1、布气板；2、反应气体；3、进气孔；4、排气孔；41、排气管道；411、内圈管壁；412、外圈管壁；46、排气狭缝；5、基板；6、腔体；7、布气底板；101、平板阴极；102、现有技术反应气体；103、布气板；104、布气孔；105、现有技术基板；201、进气口；202、抽气方向。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒的作进一步的详细描述。
实施例1
如图3所示，为本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒的一实施例的示意图，该布气盒至少包括射频电极(图未示)；位于射频电极的下侧的布气板1；位于布气板1下端的多个腔体6，腔体6和腔体6之间具有多个进气孔3，腔体6的底面上具有排气孔4，这些排气孔4均匀分布于进气孔3周围，以使通过进气孔3的反应气体2和部分气体2分解出的离子和活性基团均匀的由设置于腔体6底端的排气孔4排出；以及位于腔体6下端的用于沉积薄膜的基板5。
射频电极、布气板1、腔体6以及基板5通常被置于密闭环境中进行工作，当通入反应气体2时，反应气体2通过进气孔3进入布气板1和基板5之间的区域，此时如果打开射频电极的电源，通过的反应气体2会被充分分解，这些分解物运动到基板5表面沉积薄膜。当抽气时，由于排气孔4均匀分布于进气孔3周围，对与沉积薄膜不利的SiH2等离子直接从腔体6底端相应的排气孔4进入腔体6，并通过真空泵体从布气板1内部或者背部的旁路导到整个腔体6外部作为废气除掉。从而减少了SiH2向基片边缘的扩散，提高成膜的均匀性。
实施例2
如图4所示，显示了本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒的另一种实施方式，包括：位于射频电极的下侧的布气板1；一布气底板7设于布气板1的下层同布气板构成夹层结构，所述布气底板7跟布气板1上对应的开有多个通孔，以容纳位于布气底板7跟布气板1之间的多根排气管道41，布气底板7上另开有多个进气孔3，排气管道41穿透整个布气板1和布气底板7，并同布气板1和布气底板7密封连接。当打开射频电极的电源时，通过的反应气体2的分解物运动到基板5表面沉积薄膜，当抽气时，由于排气管道41穿透整个布气板1和布气底板7，对与沉积薄膜不利的SiH2气体和活性基团直接通过排气管道41由布气板1背面排出，如图中箭头方向所示。
实施例3
如图5所示，显示了本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒的另一种实施方式，将实施例1中的排气孔4替换为排气管道41。该排气管道41的上端与腔体6密封连接，下端延伸至基板5附近，与基板5表面距离为0.1mm-20mm。反应气体2的运动路径同实施例1相同，而将排气孔4替换为排气管道41，可以避免将刚进入布气板1和基板5中间区域的未经等离子体解离的反应气体前驱物直接抽走，提高气体利用率；同时很容易将基板5表面由于发生复合反应产生的硅系高聚物分子抽走，及同时更有针对性的将基板5表面的SiH2分子给抽走，避免在基板5上成膜。
实施例4
如图6所示，显示了本实用新型的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒的另一种实施方式，将实施例2中的所述的排气管道41的下端延伸至基板5附近，与基板5表面距离为0.1mm-20mm。反应气体2的运动路径同实施例2相同，而将排气管道41延伸至基板5附近，可以达到的效果同实施例3相同，因而不再赘述。
图7-9显示了排气管道41或排气孔4的另外几种设计方式，均可以运用到实施例1-4的气孔或管道的布置中：
图7为将排气管道41或排气孔4同进气孔3呈矩形阵列并互相交错布置的示意图，其中进气孔3、排气孔4或排气管道41从底面看均呈圆形，排气孔4或排气管道41的直径为0.1mm-5mm，相邻排气孔4或排气管道41的中心轴相距1mm-20mm，当运用排气管道时该排气管道41的材料为绝缘材料，当反应气体2从进气孔3进入，分解后，由于每个进气孔3旁边都均匀分布着4个排气孔或排气管道，SiH2等离子可迅速从周围的排气元件中抽走；
图8为将排气孔4或排气管道41设计为圈缝型的示意图，其包含内圈管壁411和外圈管壁412，而进气孔3位于所述的排气管道41的内圈管壁411内，圈缝型排气孔4或排气管道41同进气孔3从底面看呈同心圆，其中圈缝型排气孔4或排气管道41的外圈管壁412的直径为0.1mm-20mm，当运用排气管道时该排气管道的材料为绝缘材料，反应气体2从进气孔3进入，分解后，SiH2等离子可从进气孔外围的排气圈缝中排出；
图9为将排气孔或排气管道设计为栅格形交错的排气狭缝46，所述的进气孔3位于栅格形排气狭缝46之间的矩形空间内，所述栅格形排气狭缝46的相邻狭缝间距为0.1mm-20mm，该排气狭缝46的材料为绝缘材料，反应气体2从进气孔3进入，分解后，SiH2等离子从进气孔周围的排气狭缝中排出。
Claims (16)
1、一种用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，包括：
布气板(1)，位于射频电极的下侧；
位于所述布气板(1)下端的多个腔体(6)，所述腔体和腔体之间具有多个进气孔(3)，所述腔体(6)的底面上具有多个排气元件；
以及位于所述腔体(6)下端的用于沉积硅薄膜的基板(5)。
2、如权利要求1所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的排气元件为排气孔(4)或绝缘材料的排气管道(41)，所述的排气管道(41)的下端延伸至所述基板(5)附近，与基板(5)表面距离为0.1mm-20mm。
3、如权利要求1或2所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的排气元件之间呈矩形阵列排布，进气孔(3)之间也呈矩形阵列排布，且排气元件同进气孔(3)之间交错排布。
4.如权利要求1或2所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的排气元件为圈缝型，并包含内圈管壁(411)和外圈管壁(412)，所述的进气孔(3)位于所述的排气元件的内圈管壁(411)以内。
5、如权利要求1或2所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的排气元件为栅格形的排气狭缝(46)，所述的进气孔(3)位于所述栅格形排气狭缝(46)之间的矩形空间内。
6、如权利要求3所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的排气元件呈圆形，直径为0.1mm-5mm，相邻排气元件的中心轴相距1mm-20mm。
7.如权利要求4所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的圈缝型排气元件的外圈管壁(412)的直径为0.1mm-20mm。
8.如权利要求5所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述栅格形排气狭缝(46)的相邻狭缝间距为0.1mm-20mm。
9.一种用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，包括：
布气板(1)，位于射频电极的下侧；
一布气底板(7)设于布气板(1)的下层同布气板构成夹层结构，所述布气底板(7)跟布气板(1)上对应的开有多个通孔，以容纳位于布气底板(7)跟布气板(1)之间的多个排气元件，所述布气底板(7)上另开有多个进气孔(3)，所述排气元件穿透整个所述布气板(1)和所述布气底板(7)，并同布气板(1)和布气底板(7)密封连接；
以及位于所述腔体(6)下端的用于沉积硅薄膜的基板(5)。
10.如权利要求9所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的排气元件为绝缘材料的排气管道(41)，且所述的排气管道(41)的下端延伸至所述基板(5)附近，与所述基板(5)表面距离为0.1mm-20mm。
11.如权利要9或10所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的排气元件之间呈矩形阵列排布，进气孔(3)之间也呈矩形阵列排布，且排气元件同进气孔(3)之间交错排布。
12.如权利要求9或10所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的排气元件为圈缝型，并包含内圈管壁(411)和外圈管壁(412)，所述的进气孔(3)位于所述的排气元件的内圈管壁(411)以内。
13、如权利要求9或10所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的排气元件为栅格形的排气狭缝(46)，所述的进气孔(3)位于所述栅格形排气狭缝(46)之间的矩形空间内。
14、如权利要求11所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的排气元件呈圆形，直径为0.1mm-5mm，相邻排气元件的中心轴相距1mm-20mm。
15.如权利要求12所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述的圈缝型排气元件的外圈管壁(412)的直径为0.1mm-20mm。
16.如权利要求13所述的用于硅薄膜均匀沉积的布气盒，其特征在于，所述栅格形排气狭缝(46)的相邻狭缝间距为0.1mm-20mm。
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