CN205556778U - 等离子体增强化学气相沉积装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种等离子体增强化学气相沉积装置，该等离子体增强化学气相沉积装置包括反应腔室，所述反应腔室内设置有第一磁镜单元和第二磁镜单元，所述第一磁镜单元和所述第二磁镜单元从不同方向对所述反应腔室内的等离子体进行约束。本实用新型提供的等离子体增强化学气相沉积装置，通过在反应腔室内设置第一磁镜单元和第二磁镜单元从而形成双磁镜系统，利用该双磁镜系统可以产生不均匀磁力线，使得等离子体约束在双磁镜内部，可以从不同方向同时对等离子体进行约束，可以显著的提高等离子体密度，达到增加薄膜的沉积速率的目的，同时降低等离子体对薄膜的损伤，减小等离子体对反应腔室以及其内部电极造成的污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学气相沉积镀膜设备技术领域，尤其涉及一种等离子体增强化学气相沉积装置。
背景技术
等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，PECVD)是利用微波或射频等能量，使含有薄膜组成原子的气体电离成高能原子、正负离子、电子等的混合体，形成等离子体，在基板上反应，沉积薄膜，从而实现高速率成膜。但现有的PECVD设备，由于等离子体密度低，严重影响成膜速率的提高；且等离子体易于扩散，会对电极和腔体造成污染。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种等离子体增强化学气相沉积装置，能够达到增加薄膜的沉积速率的目的。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案提供了一种等离子体增强化学气相沉积装置，包括反应腔室，所述反应腔室内设置有第一磁镜单元和第二磁镜单元，所述第一磁镜单元和所述第二磁镜单元从不同方向对所述反应腔室内的等离子体进行约束。
优选地，所述第一磁镜单元从第一方向对等离子体进行约束，所述第二磁镜单元从第二方向对等离子体进行约束，所述第二方向与所述第一方向垂直。
优选地，所述第一磁镜单元包括相对设置的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与所述第二线圈的中心连线呈水平方向；
所述第二磁镜单元包括相对设置的第三线圈和第四线圈，所述第三线圈与所述第四线圈的中心连线呈竖直方向。
优选地，还包括用于对所述第一磁镜单元和所述第二磁镜单元供电的供电单元。
优选地，所述供电单元包括第一电流控制单元和第二电流控制单元；
所述第一电流控制单元分别与所述第一线圈、所述第二线圈相连，所述第一电流控制单元用于控制所述第一线圈和所述第二线圈中的电流；
所述第二电流控制单元分别与所述第三线圈、所述第四线圈相连，所述第二电流控制单元用于控制所述第三线圈和所述第四线圈中的电流。
优选地，所述反应腔室内还设置有相对设置的上电极板和下电极板。
优选地，所述反应腔室上设有进气通道和出气通道，所述出气通道连接有用于调节所述反应腔室内气压的抽气单元。
优选地，所述抽气单元为抽气泵。
优选地，所述反应腔室上设有观察窗口。
(三)有益效果
本实用新型提供的等离子体增强化学气相沉积装置，通过在反应腔室内设置第一磁镜单元和第二磁镜单元从而形成双磁镜系统，利用该双磁镜系统可以产生不均匀磁力线，使得等离子体约束在双磁镜内部，可以从不同方向同时对等离子体进行约束，可以显著的提高等离子体密度，达到增加薄膜的沉积速率的目的，同时降低等离子体对薄膜的损伤，减小等离子体对反应腔室以及其内部电极造成的污染。
附图说明
图1是本实用新型实施方式提供的一种等离子体增强化学气相沉积装置的示意图；
图2是图1中的第一磁镜单元的磁力线的示意图；
图3是图1中的第二磁镜单元的磁力线的示意图；
图4是本实用新型实施方式提供的一种供电单元的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
本实用新型实施方式提供了一种等离子体增强化学气相沉积装置，包括反应腔室，所述反应腔室内设置有第一磁镜单元和第二磁镜单元，所述第一磁镜单元和所述第二磁镜单元从不同方向对所述反应腔室内的等离子体进行约束。
本实用新型实施方式提供的等离子体增强化学气相沉积装置，通过在反应腔室内设置第一磁镜单元和第二磁镜单元从而形成双磁镜系统，利用该双磁镜系统可以产生不均匀磁力线，使得等离子体约束在双磁镜内部，可以从不同方向同时对等离子体进行约束，可以显著的提高等离子体密度，达到增加薄膜的沉积速率的目的，同时降低等离子体对薄膜的损伤，减小等离子体对反应腔室以及其内部电极造成的污染。
参见图1，图1是本实用新型实施方式提供的一种等离子体增强化学气相沉积装置的示意图，该等离子体增强化学气相沉积装置包括反应腔室10，反应腔室10上设有进气通道11、出气通道12、用于传输射频或微波的能量传输通道13，反应腔室10内设有相对设置的上电极板31和下电极板32，上电极板31包括扩散器(diffuser)；
其中，上电极板31与能量传输通道13、进气通道11相连，上电极板31可以起到扩散气体的作用，下电极板32作为承载器(Susceptor)，用于承载以及加热待沉积基板50；
特别地，反应腔室10内还设置有第一磁镜单元和第二磁镜单元，所述第一磁镜单元从第一方向对等离子体进行约束，所述第二磁镜单元从第二方向对等离子体进行约束，所述第二方向与所述第一方向垂直，通过该第一磁镜单元和第二磁镜单元，可以从第一方向、第二方向这两个相互垂直的方向同时对等离子体进行约束，从而可以显著的提高等离子体密度，达到增加薄膜沉积速率的目的，同时降低了等离子体对薄膜的损伤，减小等离子体对电极和反应腔室造成的污染；
例如，可以如图1所示，所述第一磁镜单元可以包括相对设置的第一线圈21和第二线圈22，所述第一线圈21与所述第二线圈22的中心连线AA’呈水平方向，该第一磁镜单元在工作时产生的磁力线如图2所示；
所述第二磁镜单元包括相对设置的第三线圈23和第四线圈24，所述第三线圈23与所述第四线圈24的中心连线BB’呈竖直方向(即与下电极板32垂直),该第二磁镜单元在工作时产生的磁力线如图3所示。
通过上述的第一磁镜单元和第二磁镜单元所形成的双磁镜系统，当第一磁镜单元和第二磁镜单元同时工作时，可以从水平方向和竖直方向同时对等离子体进行约束，可以显著的提高等离子体密度，达到增加薄膜的沉积速率的目的，同时降低等离子体对薄膜的损伤，减小等离子体对电极和腔体造成的污染；
其中，上述的等离子体增强化学气相沉积装置还包括用于对所述第一磁镜单元和所述第二磁镜单元供电的供电单元，通过供电单元可以控制向第一磁镜单元和第二磁镜单元输出的电流，以调节磁场约束强度的效果，从而适应不同薄膜对等离子体约束强度大小的要求；
例如，可以如图4所示，该供电单元包括第一电流控制单元61和第二电流控制单元62；
所述第一电流控制单元61分别与所述第一线圈21、所述第二线圈22相连，所述第一电流控制单元61用于控制所述第一线圈21和所述第二线圈22中的电流；
所述第二电流控制单元62分别与所述第三线圈23、所述第四线圈24相连，所述第二电流控制单元62用于控制所述第三线圈23和所述第四线圈24中的电流；
通过上述的第一电流控制单元61和第二电流控制单元62，可以分别控制第一磁镜单元线圈和第二磁镜单元线圈中电流的大小，适应不同薄膜对等离子体约束强度大小的要求；
优选地，本实用新型实施方式提供的等离子体增强化学气相沉积装置还可以包括抽气单元40，抽气单元40连接反应腔室10的出气通道12，用于调节所述反应腔室内气压，例如，所述抽气单元40可以为抽气泵。
优选地，在本实用新型实施方式中，所述反应腔室10上还可以设置透明的观察窗口32，从而可以方便查看反应腔室10的内部状况。
本实用新型实施方式提供的等离子体增强化学气相沉积装置，可以从水平方向和竖直方向同时对等离子体进行约束，可以显著的提高等离子体密度，达到增加薄膜的沉积速率的目的，同时降低等离子体对薄膜的损伤，减小等离子体对电极和腔体造成的污染，同时利用第一电流控制单元和第二电流控制单元，可以调节所形成的双磁镜系统的线圈中电流的大小，达到了调节磁场约束强度的效果，以适应不同薄膜对等离子体约束强度大小的要求。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (9)
1.一种等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，包括反应腔室，所述反应腔室内设置有第一磁镜单元和第二磁镜单元，所述第一磁镜单元和所述第二磁镜单元从不同方向对所述反应腔室内的等离子体进行约束。
2.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述第一磁镜单元从第一方向对等离子体进行约束，所述第二磁镜单元从第二方向对等离子体进行约束，所述第二方向与所述第一方向垂直。
3.根据权利要求2所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述第一磁镜单元包括相对设置的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与所述第二线圈的中心连线呈水平方向；
所述第二磁镜单元包括相对设置的第三线圈和第四线圈，所述第三线圈与所述第四线圈的中心连线呈竖直方向。
4.根据权利要求3所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，还包括用于对所述第一磁镜单元和所述第二磁镜单元供电的供电单元。
5.根据权利要求4所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述供电单元包括第一电流控制单元和第二电流控制单元；
所述第一电流控制单元分别与所述第一线圈、所述第二线圈相连，所述第一电流控制单元用于控制所述第一线圈和所述第二线圈中的电流；
所述第二电流控制单元分别与所述第三线圈、所述第四线圈相连，所述第二电流控制单元用于控制所述第三线圈和所述第四线圈中的电流。
6.根据权利要求1-5任一所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述反应腔室内还设置有相对设置的上电极板和下电极板。
7.根据权利要求1-5任一所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述反应腔室上设有进气通道和出气通道，所述出气通道连接有用于调节所述反应腔室内气压的抽气单元。
8.根据权利要求7所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述抽气单元为抽气泵。
9.根据权利要求1-5任一所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述反应腔室上设有观察窗口。
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