本发明专利技术涉及化学气相沉积技术领域，本发明专利技术提供了一种耦合高频振动的微型等离子增强化学气相沉积装置，包括供气系统、排气系统、真空反应室、支架、喷气系统、激振器、沉积台和电控装置。本发明专利技术采用排气系统可对真空腔抽真空，在连接射频电源RF正极的喷射板、连接负极的载物板之间形成射频电场，供气系统提供惰性气体和反应气体，喷气系统喷出的反应气体在射频电场作用下辉光放电产生大量电子，经一系列化学反应在收集片表面沉积出薄膜，调节加热片加热功率、激振器振动频率、射频电源RF功率、喷射板与载物板间距，通过调整参数沉积出更优质量的薄膜。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及化学气相沉积
，本专利技术提供了一种耦合高频振动的微型等离子增强化学气相沉积装置，包括供气系统、排气系统、真空反应室、支架、喷气系统、激振器、沉积台和电控装置。本专利技术采用排气系统可对真空腔抽真空，在连接射频电源RF正极的喷射板、连接负极的载物板之间形成射频电场，供气系统提供惰性气体和反应气体，喷气系统喷出的反应气体在射频电场作用下辉光放电产生大量电子，经一系列化学反应在收集片表面沉积出薄膜，调节加热片加热功率、激振器振动频率、射频电源RF功率、喷射板与载物板间距，通过调整参数沉积出更优质量的薄膜。【专利说明】一种耦合高频振动的微型等离子增强化学气相沉积装置
本专利技术涉及化学气相沉积
，具体涉及一种耦合高频振动的微型等离子增 强化学气相沉积装置。
技术介绍
等离子增强化学气相沉积法是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电 离，在局部形成等离子体，等离子体化学活性很强，很容易发生化学反应，在基片上沉积出 所期望的薄膜，具有沉积温度低、沉积速率快。但由于其沉积的薄膜内部含有较大的残余应 力，使得薄膜在沉积过程中直接产生裂纹，无法沉积出满意厚度的薄膜。 目前等离子增强化学气相沉积装置价格较为昂贵，其内部结构固定紧凑不能进行 一些必要的改装，沉积薄膜的可调参数较少、可调节范围大，由于沉积参数间隔大往往难以 找出最佳沉积点，利用改变沉积参数来沉积出质量优良的薄膜往往比较困难，并且设备巨 大、价格高昂，由于实验用设备所沉积薄膜面积较小，大的腔体造成沉积薄膜所需材料浪 费，并且实现真空沉积环境需花费过多抽真空时间。
技术实现思路
解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耦合高频振动的微型等离子增强化学气相 沉积装置，采用高频振动对所沉积薄膜残余应力在沉积过程中进行消除，调节沉积时射频 电源RF功率大小、喷射板位置与收集片间距、收集片温度、收集片振动频率等参数使收集 片上沉积出质量优良的薄膜。该设备具有在量程范围内任意对沉积参数进行调整，同时采 用高频振动对薄膜残余应力进行消除，设备结构简单、经济性好，适合研究沉积参数与薄膜 质量关系。 为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是，一种耦合高频振动的微型等离 子增强化学气相沉积装置，包括供气系统、排气系统、真空反应室、支架、喷气系统、激振器、 沉积台和电控装置，所述支架固定设置在真空反应室内，所述激振器设置在支架底部，所述 沉积台位于支架上，所述激振器输出杆与沉积台固定连接，用于产生高频振动能量传递给 沉积台，所述喷气系统设置在沉积台上方，且所述喷气系统通过升降台可相对所述支架上 下移动，所述喷气系统的喷嘴相对于所述沉积台，所述供气系统分别为真空反应室以及喷 气系统提供惰性气体和反应气体，所述排气系统与真空反应室相通，用于为真空反应室抽 真空，所述激振器、供气系统和排气系统均与电控装置电性连接，所述电控装置还包括射频 电源RF，所述喷气系统和沉积台分别与射频电源RF的正极和负极连接。 进一步的，所述真空反应室由腔壁、上盖和下盖密封形成，所述腔壁为圆筒形腔 壁，所述上盖和下盖分别罩设在圆筒形腔壁的上端和下端，且上盖和下盖均与圆筒形腔壁 密封连接，所述圆筒形腔壁的外壁上开设有石英窗，透过该石英窗可以观测到腔壁内部。 进一步的，所述供气系统包括气体发生装置、第一进气管、惰性气体阀、第二进气 管和反应气体阀，所述惰性气体阀安装在第一进气管中段，所述第一进气管一端与气体发 生装置连通，第一进气管另一端穿过所述上盖与真空反应室内连通，所述反应气体阀安装 在第二进气管中段，所述第二进气管一端与气体发生装置连通，所述第二进气管另一端与 喷气系统连通，为喷气系统提供反应气体。 更进一步的，所述喷气系统包括连接杆、门型连接架和喷气板，所述喷气板包括连 接板、中板和喷射板，所述连接杆顶部穿过上盖并可相对该上盖上下移动，所述连接杆底部 与□型连接架顶部焊接固定，所述□型连接架两脚底部与所述连接板顶部焊接固定，所述 连接板底面四周通过绝缘层与中板顶面四周连接，所述中板底面四周通过绝缘层与喷射板 顶面四周连接，所述连接板和中板之间的空间为上腔、所述中板和喷射板之间的空间为下 腔，所述连接板上设有进气口，该进气口与第一进气管连通，所述中板上均匀设有气流孔， 所述喷射板上均匀设有气流喷射孔，所述喷射板与射频电源RF的正极连接。上腔对进气口 送来的反应气体预分布，预分布后气体经气流孔进入下腔，进一步对反应气体进行分布，反 应气体经气流喷射孔均匀喷向沉积台，采用绝缘层使得接射频电源RF正电极的喷射板与 其它部位绝缘。 更进一步的，所述升降台包括下连接板、上连接板、滑块、滑轨、丝杆、第二连接杆 和滚轮，所述滑轨为两根并列的滑轨，所述上连接板和下连接板分别连接在两根并列的滑 轨的上下两端，所述下连接板与上盖的上表面固定连接，所述滑块与两根并列的滑轨滑动 配合，所述滑块上端与丝杆连接，丝杆上端穿出所述上连接板中心孔，且所述丝杆与上连接 板螺纹配合连接，所述滑块下端与连接杆连接，所述下连接杆下端穿出所述下连接板中心 孔，所述上盖还开设有供第二连接杆穿过的通孔，所述第二连接杆下端与连接杆固定连接， 所述丝杆顶部连接滚轮的中心转轴，由滚轮的转动带动丝杆的转动，进而推动滑块沿轨道 滑动，而连接在滑块下的连接杆相应地上下运动。 进一步的，所述沉积台包括载物板和U型热板，所述载物板设置在U型热板上，该 载物板底面和U型热板内表面围成一通气腔，所述通气腔内的U型热板的底面均匀设有多 个加热片，所述通气腔内的载物板上均匀设有多个热传感器，所述U型热板的底面还开设 有多个通气孔，所述载物板上还设有收集片，所述U型热板外底面中部连接有一根支撑杆， 所述支撑杆与所述激振器输出杆固定连接，激振器产生高频振动能量通过输出杆及支撑杆 传递给沉积台。将加热片设置在通气腔内的U型热板的U型槽底的内表面，使得加热片的 受热变形不影响载物板的形状，U型热板的U型槽底贯穿开设有多个通气孔，避免通气腔受 热体积变化影响载物板形状，受热时通气腔由通气孔与真空反应室进行气体交换，热传感 器贴附于载物板下表面实时测量载物板温度并将参数传送给电控装置，收集片置于载物板 上表面，在压紧块压紧力下紧贴载物板，防止在沉积台振动过程中收集片位置变动。 更进一步的，所述收集片四周通过L型压紧块紧压在载物板上。 更进一步的，所述U型热板和载物板均为圆形。 进一步的，所述支架包括底座、固定板、第一固定架、第一圆形滑块、第一绝热层、 第二固定架、第二圆形滑块和第二绝热层，所述底座设置在下盖上，所述固定板设置在底座 上，所述激振器固定设置在固定板上，所述第一固定架底部与固定板固定连接，所述第一固 定架顶部与第一圆形滑块连接，所述第一绝热层与设置在第一圆形滑块上，所述第二固定 架底部与第一绝热层固定连接，所述第二固定架顶部与第二绝热层固定连接，所述第二圆 形滑块设置在第二绝热层上。 更进一步的，固定板和底座之间还通过两个减震器连接，起到减震效果。 更进一步的，所述底座中轴上嵌入一柱形滤网。 更进一步的，所述排气系统包括输出管、排气阀和抽气装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耦合高频振动的微型等离子增强化学气相沉积装置，其特征在于：包括供气系统、排气系统、真空反应室、支架、喷气系统、激振器、沉积台和电控装置，所述支架固定设置在真空反应室内，所述激振器设置在支架底部，所述沉积台位于支架上，所述激振器输出杆与沉积台固定连接，用于产生高频振动能量传递给沉积台，所述喷气系统设置在沉积台上方，且所述喷气系统通过升降台可相对所述支架上下移动，所述喷气系统的喷嘴相对于所述沉积台，所述供气系统分别为真空反应室以及喷气系统提供惰性气体和反应气体，所述排气系统与真空反应室相通，用于为真空反应室抽真空，所述激振器、供气系统和排气系统均与电控装置电性连接，所述电控装置还包括射频电源RF，所述喷气系统和沉积台分别与射频电源RF的正极和负极连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑建毅，杨群峰，庄明凤，郑高峰，陈新敏，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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