CN203653697U - 一种pecvd系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种PECVD系统，包括沉积腔室、前驱体输入气路、反应气体输入气路，所述前驱体输入气路和反应气体输入气路都与沉积腔室连接，所述前驱体输入气路和所述反应气体输入气路上都具有控制气体输入的普通阀，所述前驱体输入气路和/或所述反应气体输入气路的普通阀上通过管道并连脉冲阀。实现了PECVD方法和脉冲流量PECVD方法的结合，也实现了制备速度可控、快速沉积较高质量的薄膜。
Description
技术领域
本实用新型涉及器件封装设备领域，具体涉及一种PECVD系统。
背景技术
电子器件尤其是有机电子器件对空气中的水汽和氧气特别敏感，因此需要对有机器件进行封装以保证器件的性能和使用寿命。目前柔性有机电子器件封装主要方法，是直接在器件表面制作阻挡水氧渗透性能优异的柔性薄膜结构。由于柔性的聚合物膜阻挡水氧渗透能力非常有限，而致密无针孔的无机膜阻挡水氧能力虽较高但达到一定厚度时则表现为刚性结构且易碎裂，因而目前国际上绝大多数的柔性封装研究都是基于有机/无机多层膜交替复合结构的BarixTM封装技术开展的。实现有机/无机交替结构的主要方法有：（1）PECVD方法，如中科院苏州纳米所采用PECVD方法，通过改变沉积过程中工艺气体组分，从而沉积无明显界面的有机/无机交替结构；（2）ALD方法，如BENEQ公司采用ALD方法沉积Al2O3/ZrO2多层膜，实现有机电子器件的封装。上述两种方法中，PECVD的方法薄膜沉积速度较快，但由于PECVD方法基于岛状生长，岛边界等处就会存在缺陷，因此沉积的无机薄膜的质量相对较差；ALD的方法基于原子层式生长，生长无缺陷，虽能沉积高质量的无机薄膜，但沉积速度太慢，一般不超过2nm/min，且ALD方法制备的Al2O3/ZrO2等多层膜由于Al2O3和ZrO2都是无机薄膜，厚度一定时就呈现出刚性，所以严格意义上不属于柔性封装。因此，目前急需研发一种可高效、高质量进行柔性薄膜封装的设备。
实用新型内容
为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种PECVD系统，通过对PECVD设备的输入气路上安装脉冲阀，实现了PECVD方法和脉冲流量PECVD方法的结合，也实现了制备速度可控、快速沉积较高质量的薄膜。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种PECVD系统，包括沉积腔室、前驱体输入气路、反应气体输入气路，所述前驱体输入气路和反应气体输入气路都与沉积腔室连接，所述前驱体输入气路和所述反应气体输入气路上都具有控制气体输入的普通阀，所述前驱体输入气路和/或所述反应气体输入气路的普通阀上通过管道并连脉冲阀。
在上述技术方案中，所述前驱体输入气路和反应气体输入气路上都具有监控气体流量的流量计。
本实用新型通过使用脉冲阀实现脉冲流量PECVD技术，通过脉冲阀对脉冲时间和周期的控制，在脉冲阀进行脉冲气体输入时，薄膜为岛状沉积模式，在脉冲阀周期的间歇、不输入前驱体时，薄膜生长过程可由岛状沉积转变成层状沉积，弥补岛状沉积的缺陷，可根据实际生产需要控制薄膜质量同时控薄膜生长速度，可实现较快速度沉积较高质量的薄膜。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的PECVD系统前驱体输入气路上并连脉冲阀的示意图；
图2为本实用新型实施例提供的PECVD系统反应气体输入气路上并连脉冲阀的示意图；
图3为本实用新型实施例提供的PECVD系统沉积薄膜过程中薄膜生长情况示意图。
图4为利用本实用新型实施例提供的PECVD系统制备的薄膜成品图。
图5为利用本实用新型实施例提供的PECVD系统制备的薄膜的水氧渗透率数据图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。
实施例1
参见图1，本实用新型实施例提供的一种PECVD系统，包括沉积腔室3、前驱体输入气路5、反应气体输入气路6，前驱体输入气路5和反应气体输入气路6都与沉积腔室3连接，前驱体输入气路5和反应气体输入气路6上都具有控制气体输入的普通阀1，前驱体输入气路5的普通阀1上通过管道并连脉冲阀2。前驱体输入气路5和反应气体输入气路6上都具有监控气体流量的流量计4。
通过本实用新型的PECVD系统沉积封装薄膜：
1.沉积有机功能层：沉积所用的等离子体材料为SiOxCyHz，使用的前驱体为HMDSO，使用的反应气体为O2，前驱体和反应气体在沉积过程中持续通入沉积腔室3，通入量可通过普通阀1和流量计4监测和控制，有机功能层沉积的厚度为300nm。
2.沉积无机功能层：沉积所用的等离子体材料为SiOxCyHz，使用的前驱体为HMDSO，使用的反应气体为O2，其中前驱体HMDSO通过脉冲输入方式输入，脉冲持续时间50ms，脉冲周期为2s，反应气体O2在沉积过程中持续通入，通入量可通过普通阀1和流量计4监测和控制，无机功能层沉积的厚度为50nm。
重复步骤1和步骤2共三次，沉积三个有机功能层和无机功能层交替结构的薄膜，交替一次为一周期，制备的薄膜共四个周期，制备成品参见附图4。
经测试，该实施例制备的4个周期有机功能层和无机功能层交替的结构的平均水氧渗透率可低至5.0×10-5g/m2·day，具体测试数据图参见图5。
实施例2
参见图2，本实用新型实施例提供的一种PECVD系统，包括沉积腔室3、前驱体输入气路5、反应气体输入气路6，前驱体输入气路5和反应气体输入气路6都与沉积腔室3连接，前驱体输入气路5和反应气体输入气路6上都具有控制气体输入的普通阀1，反应气体输入气路6的普通阀1上通过管道并连脉冲阀2。前驱体输入气路5和反应气体输入气路6上都具有监控气体流量的流量计4。
传统PECVD技术是基于岛状生长机理的快速沉积技术，特点是沉积速度快、但岛状沉积的各岛边缘部分容易存在缺陷，导致薄膜质量较差，ALD技术是基于自限制生长机理的层层式沉积技术，特点是沉积薄膜质量高，但沉积速度过慢。本实用新型通过使用脉冲阀2实现的脉冲流量PECVD技术是一种介于传统PECVD技术和ALD技术之间的技术，通过脉冲阀2对脉冲时间和周期的控制，在脉冲阀2进行脉冲气体输入时，薄膜为岛状沉积模式，在脉冲阀2周期的间歇、不输入前驱体时，薄膜生长过程可由岛状沉积转变成层状沉积，填补岛状沉积中各岛边缘的凹陷，弥补岛状沉积的缺陷（参见图3），实现可控薄膜生长模式在岛状生长和层状生长间之间的切换，可根据实际生产需要控制薄膜质量同时控薄膜生长速度，可实现较快速度沉积较高质量的薄膜。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本材料的技术实施方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.一种PECVD系统，其特征在于：包括沉积腔室（3）、前驱体输入气路（5）、反应气体输入气路（6），所述前驱体输入气路（5）和反应气体输入气路（6）都与沉积腔室（3）连接，所述前驱体输入气路（5）和所述反应气体输入气路（6）上都具有控制气体输入的普通阀（1），所述前驱体输入气路（5）和/或所述反应气体输入气路（6）的普通阀（1）上通过管道并连脉冲阀（2）。
2.如权利要求1所述的PECVD系统，其特征在于：所述前驱体输入气路（5）和反应气体输入气路（6）上都具有监控气体流量的流量计（4）。
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