蒸发式PECVD镀膜装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种蒸发式PECVD镀膜装置，其中蒸发式PECVD镀膜装置包括：衬底、衬底加热单元、蒸发源、加热保温单元、气体进口单元、等离子体辉光区，其中，衬底，用于沉积镀膜样品；衬底加热单元，设置于衬底的底部，用于对衬底进行加热；蒸发源，设置于衬底一侧，蒸发源内部放置有金属盐，对金属盐进行热蒸发，生成金属盐气体；加热保温单元，设置于衬底上方，用于对金属盐气体进行加热并保温；气体进口单元，与加热保温单元相连通，用于通入反应气体及惰性气体；等离子体辉光区，形成于衬底和加热保温单元之间，用于产生等离子态的自由基团和活性原子。原子。原子。

【技术实现步骤摘要】
蒸发式PECVD镀膜装置


[0001]本专利技术属于化学气相沉积
，并特别涉及一种蒸发式PECVD镀膜装置。

技术介绍

[0002]化学气相沉积法(chemical vapor deposition,CVD)是直接利用各种气体或通过其他手段将物质转变为气体，让一种或多种气体通过光、热、电和化学等作用，发生分解、还原或其他反应并形成固体的过程。目前，CVD通常根据反应类型或压力进行分类，主要包括低压CVD(LPCVD)、常压CVD(APCVD)、亚常压CVD(SACVD)，超高真空CVD(UHCVD)，等离子体增强CVD(PECVD)、高密度等离子体CVD(HDPCVD)、快热CVD(RTCVD)和金属有机物CVD(MOCVD)等。
[0003]其中，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是利用放电产生等离子体的自由基团和活性原子，这些基团和原子在低温衬底上成膜的过程。等离子态的离子和原子基团具有高的化学活泼性，可加速低温下反应迟缓的化学反应，引发常规化学反应中不能或难以实现的物理变化和化学变化，促使低温成膜，大大缩短了制膜周期。此技术具有低温生长的特性，适合产业化需求，具有广阔的发展前景。
[0004]传统PECVD装置在沉积薄膜时，通常通过钢瓶装载有机气体。部分有机气体的熔沸点较低，需低温储存，且价格昂贵，导致了原料成本的增加。此外，PECVD设备镀膜时，往往使用到一些有机特种气体，存在安全隐患。例如硅烷，暴露在空气中不仅可以自燃，还会影响人的身体健康，引起头疼、头晕、发热等。氨气，具有易燃易爆性质，还会污染环境等。另外，还会使用一些金属气体，价格昂贵且剧毒，不适合大规模使用。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的主要目的是提供一种蒸发式PECVD镀膜装置，用以解决PECVD设备对易制毒、易制爆、剧毒气体的依赖。
[0006]为实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种蒸发式PECVD镀膜装置，包括：衬底、衬底加热单元、蒸发源、加热保温单元、气体进口单元、等离子体辉光区，其中，衬底，用于沉积镀膜样品；衬底加热单元，设置于衬底的底部，用于对衬底进行加热；蒸发源，设置于衬底一侧，蒸发源内部放置有金属盐，对金属盐进行热蒸发，生成金属盐气体；加热保温单元，设置于衬底上方，用于对金属盐气体进行加热并保温；气体进口单元，与加热保温单元相连通，用于通入反应气体及惰性气体；等离子体辉光区，形成于衬底和加热保温单元之间，用于产生等离子态的自由基团和活性原子。
[0007]根据本公开的实施例，该镀膜装置还包括：支撑单元，设置于衬底加热单元底部，用于支撑衬底；蒸发源喷口，设置于蒸发源顶部，蒸发源喷口朝向等离子体辉光区，用于将金属盐气体导入等离子体辉光区之内。
[0008]根据本公开的实施例，其中，蒸发源喷口为三角锥形，蒸发源喷口的材质为氮化硼或石墨。
[0009]根据本公开的实施例，其中，蒸发源内环绕设置水冷降温单元，水冷降温单元内设置有冷却水，冷却水温度为15～20℃。
[0010]根据本公开的实施例，其中，衬底加热单元为第一电阻丝加热器，第一电阻丝加热器中的电阻丝与衬底之间设置有导热板，导热板覆盖第一电阻丝加热器的表面，导热板的厚度为0.5～1cm。
[0011]根据本公开的实施例，其中，加热保温单元覆盖等离子辉光区的顶部，用于对等离子体辉光区进行加热并保温。
[0012]根据本公开的实施例，其中，加热保温单元的温度介于蒸发源的温度和衬底加热单元的温度之间。
[0013]根据本公开的实施例，其中，加热保温单元包括保温壳和第二电阻丝加热器，保温壳设置于第二电阻丝加热器的表面。
[0014]根据本公开的实施例，其中，第二电阻丝加热器的电阻丝之间的距离为3～5mm；保温壳上均匀设置有多个气体通气口，用于将从气体进口单元进入的反应气体和惰性气体通过多个气体通气口进入等离子体辉光区。
[0015]根据本公开的实施例，其中，气体通气口的直径为1～10mm，每个气体通气口之间的距离为10～20mm。
[0016]从上述技术方案可以看出，本专利技术的一种蒸发式PECVD镀膜装置具有以下有益效果：
[0017](1)本专利技术提供的蒸发式PECVD镀膜装置，使用蒸发源结构，以热蒸发金属盐作为替代原料的来源，将大幅度降低气体原料成本。使用金属盐类，能够产生等离子态，效果与有机气体相同，与有机气体相比，金属盐还可以实现安全、无污染生产目标。
[0018](2)本专利技术提供的蒸发式PECVD镀膜装置，使用冷却水系统进行隔热，可以降低蒸发源对真空腔室的热辐射，避免墙体产生大量杂质气体，影响真空度和成膜质量。
[0019](3)本专利技术提供的蒸发式PECVD镀膜装置，使用加热保温单元，一方面增强了等离子辉光区内等离子原子和基团的温度，加速了等离子之间的相互碰撞；另一方面，高的温度可以避免离子或者原子向上扩散而成膜。
附图说明
[0020]图1为是本公开实施例的蒸发式PECVD镀膜装置的结构示意图。
[0021]附图标记说明：
[0022]1 蒸发式PECVD镀膜装置
[0023]2 衬底
[0024]3 衬底加热单元
[0025]4 蒸发源
[0026]5 加热保温单元
[0027]6 气体进口单元
[0028]7 等离子体辉光区
[0029]8 分子泵
[0030]9 机械泵
[0031]10 支撑单元
[0032]11 蒸发源喷口
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0034]等离子态的离子和原子基团具有高的化学活泼性，可加速低温下反应迟缓的化学反应，引发常规化学反应中不能或难以实现的物理变化和化学变化，促使低温成膜，大大缩短了制膜周期。此外，由于反应材料主要是气体，可连续控制，从而控制薄膜的组分。
[0035]根据上述专利技术构思，本专利技术提出了一种蒸发式PECVD镀膜装置，利用蒸发源以蒸发法，热蒸发金属盐取代有机气体，作为原料来源，将大幅度降低气体原料成本的同时，使用金属盐类，能够产生等离子态，效果与有机气体相同，从而提高PECVD镀膜装置的安全性。
[0036]图1是本公开实施例的蒸发式PECVD镀膜装置的结构示意图。
[0037]如图1所示，蒸发式PECVD镀膜装置1，包括：衬底2、衬底加热单元3、蒸发源4、加热保温单元5、气体进口单元6、等离子体辉光区7、分子泵8和机械泵9。下面将该镀膜装置各部分做详细说明。
[0038]衬底2，用于沉积镀膜样品。
[0039]衬底加热单元3，设置于衬底2的底部，用于对衬底2进行加热。
[0040]蒸发源4，设置于衬底2一侧，蒸发源4内部放置有金属盐，对金属盐进行热蒸发，生成金属盐气体。
[0041]加热保温单元5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒸发式PECVD镀膜装置，包括：衬底、衬底加热单元、蒸发源、加热保温单元、气体进口单元、等离子体辉光区，其中，所述衬底，用于沉积镀膜样品；所述衬底加热单元，设置于所述衬底的底部，用于对所述衬底进行加热；所述蒸发源，设置于所述衬底一侧，所述蒸发源内部放置有金属盐，对所述金属盐进行热蒸发，生成金属盐气体；所述加热保温单元，设置于所述衬底上方，用于对所述金属盐气体进行加热并保温；所述气体进口单元，与所述加热保温单元相连通，用于通入反应气体及惰性气体；所述等离子体辉光区，形成于所述衬底和所述加热保温单元之间，用于产生等离子态的自由基团和活性原子。2.根据权利要求1所述的镀膜装置，还包括：支撑单元，设置于所述衬底加热单元底部，用于支撑所述衬底；蒸发源喷口，设置于蒸发源顶部，所述蒸发源喷口朝向所述等离子体辉光区，用于将所述金属盐气体导入所述等离子体辉光区之内。3.根据权利要求2所述的镀膜装置，其中，所述蒸发源喷口为三角锥形，所述蒸发源喷口的材质为氮化硼或石墨。4.根据权利要求1所述的镀膜装置，其中，所述蒸发源内环绕设置水冷降温单元，所述水冷降温单元内设置有冷却水，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张运祥，张勤芳，王仲杰，陈霄，侯海军，戴海璐，刘超，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：