CN202246858U - 等离子体增强化学气相沉积设备 - Google Patents
等离子体增强化学气相沉积设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202246858U CN202246858U CN2011203765967U CN201120376596U CN202246858U CN 202246858 U CN202246858 U CN 202246858U CN 2011203765967 U CN2011203765967 U CN 2011203765967U CN 201120376596 U CN201120376596 U CN 201120376596U CN 202246858 U CN202246858 U CN 202246858U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vapor deposition
- chemical vapor
- plasma enhanced
- enhanced chemical
- deposition equipment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种等离子体增强化学气相沉积设备，为解决现有设备沉积薄膜的厚度均匀性不好的问题而设计。本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备包括腔体、承载被沉积基板的下电极、包括气体扩散器的上电极、丝网、气流加速单元和抽气单元，所述腔体内设有丝网，所述丝网位于所述气体扩散器的近下电极侧。本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备提高了气体浓度均匀性，且减少了粘滞流效应和热对流对气体均匀性的影响。本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备在成膜反应过程中同时增加了反应气体流速和抽气速率，从而保证腔体内总的气体压力不变。因此没有降低沉积速率，即提高质量的同时保证了产能不受影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种等离子体增强化学气相沉积设备。
背景技术
等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺因其效率高、成膜质量好和应用范围广等优点而成为薄膜沉积技术的重要工艺。例如在液晶显示器中，为了得到更好的薄膜晶体管特性，栅极绝缘层的沉积优选使用等离子体增强化学气相沉积工艺。
薄膜晶体管特性具体包括：开态电流Ion特性，关态电流Ioff特性，阈值电压Vth以及载流子迁移率μ。已知影响薄膜晶体管特性的一个重要因素就是薄膜晶体管电容，薄膜晶体管电容越大，相应的Ion和Ioff也变大。栅极绝缘层的厚度是影响薄膜晶体管电容的主要因素。目前广泛使用的等离子体增强化学气相沉积工艺，其沉积所得栅极绝缘层厚度均匀性不够良好，导致玻璃基板各部分的薄膜晶体管特性不同，这一问题在大尺寸的显示屏中尤为突出。同时，为了满足薄膜晶体管特性和电容的要求，设计需要按照薄膜晶体管特性最差、电容最大值来考虑，以防止由于均匀性不好而引发的不良，这使得设计过程中设计余量不足，在减小线宽、改进宽长比等方面受到很大限制。
此外，栅极绝缘层的均匀性不好还将导致过孔刻蚀时周边电路的过孔没有刻穿或者过刻，从而导致信号加不到像素区以及过孔栅层腐蚀等不良。此类不良引起的良率降低需要通过改善栅极绝缘层薄膜均匀性来防止。已知实验表明，通过降低沉积速率可以提高SiNx或者SiO2的均匀性，但是降低沉积速率会导致产能降低，不利于批量生产。
实用新型内容
为了克服上述的缺陷，本实用新型提供一种所制薄膜厚度均匀的等离子体增强化学气相沉积设备。
为达到上述目的，本实用新型是通过以下措施实现的：等离子体增强化学气相沉积设备包括：腔体，所述腔体内设有承载被沉积基板的下电极和包括气体扩散器的上电极，所述腔体内设有丝网，所述丝网位于所述气体扩散器的近下电极侧。
特别是，所述下电极和所述上电极间的距离为1400-1700mils。
进一步，所述丝网边缘设有网框，所述网框通过支架与腔体连接；所述丝网中部通过固定物与扩散器连接。
进一步，所述丝网表面覆盖有保护层。
进一步，所述丝网网孔的密度为5.5-15.5ea/cm2，网孔的面积为0.03～0.09cm2。
特别是，所述气体扩散器上设有气流加速单元。
特别是，还包括保持所述腔体内气压稳定的抽气单元。
进一步，所述抽气单元为抽气泵。
本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备增加了电极间距，气体由扩散器输运至基板的过程中扩散的范围增大，气体浓度均匀性提高；丝网的设置令气体浓度趋于一致，因到达基板处的反应气体或反应物的浓度差小而得到厚度均匀性好的薄膜。设置气流加速单元和抽气单元可以增加腔体内气体的流速且保持腔体内的压强不变，从而减少粘滞流效应和热对流对气体均匀性的影响。
本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备在成膜反应过程中同时增加了反应气体流速和抽气速率，从而保证腔体内总的气体压力不变。因此没有降低沉积速率，即提高质量的同时保证了产能不受影响。
附图说明
图1为本实用新型优选实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本实用新型做详细描述。
等离子体增强化学气相沉积是通过化合物气体(一般为挥发性的化合物)与其他气体进行化学反应生成固体薄膜的方法。工艺过程包括反应气体输运，气相化学反应，初始产物扩散，初始产物吸附扩散，与基体异相反应，副产物解离脱附等过程。影响等离子体增强化学气相沉积成膜均匀性的因素主要有三个方面：气体流量均匀性、电场均匀性和基板温度均匀性。其中，气体流量均匀性不好将直接导致基板上各部分的沉积速率不一致，从而成膜厚度不一致。
影响气体流量均匀性的三个因素是：扩散，热对流和粘滞流。
如图1所示，本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备在腔体1内设有承载被沉积基板2的下电极3和包括气体扩散器4的上电极，将下电极3和上电极间的距离由现有技术的300mils～600mils增大至1400-1700mils。通过增加电极间距来增大气体由扩散器输运至基板的过程中扩散的范围，利用扩散范围的增加来提高气体浓度均匀性。
为了进一步提高气体浓度均匀性，在靠近气体扩散器4的位置设置丝网5，丝网5位于气体扩散器4的近下电极3侧。现有扩散器扩散孔的密度为0.07～0.13ea/cm2，网孔面积为3.84～6.81cm2。而本实用新型丝网5网孔的密度为5.5～15.5ea/cm2，网孔面积为0.03～0.09cm2，其网孔密度显著大于扩散器扩散孔的密度。气体经过扩散孔扩散之后，将再经过丝网5进一步扩散。经过丝网5扩散之后，气体的浓度趋于一致。到达基板2的反应气体或反应物的浓度差别较小，从而令生成物薄膜厚度均匀。
考虑到对丝网5硬度和化学稳定性方面的要求，丝网5的材质优选使用Mo，在Mo网丝表面覆盖一层保护陶瓷。丝网5网孔均匀分布，周边有网框，网框通过支架与腔体的腔壁连接。丝网中部通过针状固定物6与扩散器连接，达到支撑和固定丝网的目的。
热对流是指热气与冷气因分布不均而导致的气体流动效应。成膜反应过程中基板的温度较高，扩散孔的温度较低，气体从扩散孔出来，输运到基板过程中会发生对流效应，即热气上升、冷气下降。为了抑制对流效应可以增加气体的流速，由于气体流动较快，经过基板加热的气体被迅速抽走，同时有新的冷气补充进来，这样尽可能减小由于热对流造成的气体分布不均。
粘滞流效应产生于腔中部分气体在反应过程中及反应完成后向泵输运过程中与基板、电极间发生的相对摩擦。粘滞流的出现使得气体在基板表面的流速呈现不均匀分布。为减小粘滞流效应，需要将基板附近的粘滞流层厚度减小。本实用新型提出通过增加抽气泵的抽气速度、增大抽气阀开启的角度，使得反应完成的气体和部分反应气体被迅速抽走，减少粘滞流效应。
为了减小热对流和粘滞流效应对气体流量均匀性的影响，本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备中设置了气流加速单元和抽气单元7。此结构增加了气体流速且维持腔体内气压不变，提高了产品质量的同时又没降低沉积速率。气流加速单元优选设置在气体扩散器上，能够方便地实现气体流速的增加。抽气单元7优选使用抽气泵，对应气体流速提高的程度来增大抽气速度。
优选实施例一：使用本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备沉积SiNx薄膜。将需要沉积薄膜的玻璃基板送至设备腔体中，腔体内上方为包括气体扩散器的上电极，在扩散器下方设置具有细孔的丝网。沉积SiNx薄膜时，电极间距优选增至1500mils；SiH4气体流量从1200sccm～1600sccm提升至2400sccm～2800sccm，优选值为2600sccm；NH3气体流量从4500～6500sccm提升至9000sccm～11000sccm，优选值为10000sccm；N2气体流量从12000sccm～16000sccm提升至24000sccm～28000sccm，优选值为26000sccm。此时腔体内压强仍要求维持在1100mtorr～1500mtorr范围内，因此气体流速加快1.5～2.5倍。为了维持腔体气压不变，抽气泵的抽气速度也相应增加至现有技术的1.5～2.5倍。根据工艺要求，可以继续进行低速的SiNx沉积，以保证薄膜晶体管特性。
优选实施例二：使用本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备沉积SiO2薄膜的参数为：SiH4气体流量从1500sccm～1800sccm提升至3000sccm～3400sccm；N2O气体流量从3800sccm～4200sccm提升至7600sccm～8000sccm，N2气体流量从12000sccm～16000sccm提升至24000sccm～28000sccm。此时腔体内压强仍要求维持在1100mtorr～1500mtorr，因此气体流速加快1.5～2.5倍。为了维持气压不变，抽气泵的抽气速度相应增加至现有技术的1.5～2.5倍。
以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种等离子体增强化学气相沉积设备，包括：腔体，所述腔体内设有承载被淀积基板的下电极和包括气体扩散器的上电极，其特征在于：所述腔体内设有丝网，所述丝网位于所述气体扩散器的近下电极侧。
2.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于：所述下电极和所述上电极间的距离为1400-1700mils。
3.根据权利要求2所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于：所述丝网边缘设有网框，所述网框通过支架与腔体连接；所述丝网中部通过固定物与扩散器连接。
4.根据权利要求2所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于：所述丝网表面覆盖有保护层。
5.根据权利要求2所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于：所述丝网网孔的密度为5.5-15.5ea/cm2，网孔的面积为0.03～0.09cm2。
6.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于：所述气体扩散器上设有气流加速单元。
7.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于：还包括保持所述腔体内气压稳定的抽气单元。
8.根据权利要求7所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于：所述抽气单元为抽气泵。
9.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于：所述丝网的网丝表面覆盖一层保护陶瓷。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011203765967U CN202246858U (zh) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | 等离子体增强化学气相沉积设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011203765967U CN202246858U (zh) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | 等离子体增强化学气相沉积设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202246858U true CN202246858U (zh) | 2012-05-30 |
Family
ID=46108128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011203765967U Expired - Lifetime CN202246858U (zh) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | 等离子体增强化学气相沉积设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202246858U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106460308A (zh) * | 2014-04-22 | 2017-02-22 | 欧洲等离子公司 | 等离子体扩散器 |
-
2011
- 2011-09-27 CN CN2011203765967U patent/CN202246858U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106460308A (zh) * | 2014-04-22 | 2017-02-22 | 欧洲等离子公司 | 等离子体扩散器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI435943B (zh) | 薄膜金屬氮氧化半導體 | |
| JP3179605U (ja) | 基板支持体の加熱及び冷却 | |
| JPH0556850B2 (zh) | ||
| JP2015010257A (ja) | 真空蒸着装置の蒸発源並びにそれを用いた真空蒸着装置及び真空蒸着方法 | |
| JP5678883B2 (ja) | プラズマｃｖｄ装置、および、シリコン薄膜の製造方法 | |
| TW200915393A (en) | Compound thin film and method of forming the same, and electronic device using the thin film | |
| CN104766890B (zh) | 薄膜晶体管及其制造方法和应用 | |
| US20100221901A1 (en) | Method for preparing cadmium sulfide film | |
| CN203474963U (zh) | 一种用于生产碳化硅外延片的化学气相沉积设备 | |
| US20150211121A1 (en) | Gas confiner assembly for eliminating shadow frame | |
| JP2001288575A (ja) | 堆積膜形成装置および堆積膜形成方法 | |
| CN202246858U (zh) | 等离子体增强化学气相沉积设备 | |
| CN103603048B (zh) | 一种用于生产碳化硅外延片的化学气相沉积设备 | |
| KR100952313B1 (ko) | 원료 공급 유닛과 원료 공급 방법 및 박막 증착 장치 | |
| US10697063B2 (en) | Corner spoiler for improving profile uniformity | |
| CN103350992A (zh) | 一种高导电性氟化石墨烯薄膜的制备方法 | |
| JP2008205279A (ja) | シリコン系薄膜の成膜方法及びその成膜装置 | |
| KR20100070984A (ko) | 반도체 소자의 제조방법 및 제조장치 | |
| CN105336640A (zh) | 一种反应腔室和反应设备 | |
| CN104253026A (zh) | 制备多晶硅层的方法 | |
| CN103774120A (zh) | 一种用于pecvd系统的匀气装置 | |
| CN110607516B (zh) | 一种单层或双层二硫化钨薄膜的制备方法 | |
| CN110195215A (zh) | 气体喷淋头及成膜腔室 | |
| JPH0793191B2 (ja) | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 | |
| TW200413564A (en) | Apparatus and method for forming a thin film |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JINGDONGFANG SCIENCE AND TECHNOLOGY GROUP CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: BEIJING BOE PHOTOELECTRICITY SCIENCE + TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20150703 Owner name: BEIJING BOE PHOTOELECTRICITY SCIENCE + TECHNOLOGY Effective date: 20150703 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150703 Address after: 100015 Jiuxianqiao Road, Beijing, No. 10, No. Patentee after: BOE Technology Group Co., Ltd. Patentee after: Beijing BOE Photoelectricity Science & Technology Co., Ltd. Address before: 100176, No. 8, Middle West Road, Beijing economic and Technological Development Zone, Beijing Patentee before: Beijing BOE Photoelectricity Science & Technology Co., Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120530 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |