本发明专利技术公开了一种平面磁控ECR-PECVD等离子源装置，包括真空腔室、微波谐振腔、微波天线、微波波导以及微波发生器，其中，所述微波谐振腔设置在真空腔室的内部，所述微波天线装配在微波谐振腔内，并轴向贯穿微波谐振腔内，所述真空腔室外侧的两端分别设有微波发生器，所述两个微波发生器分别通过微波波导与微波天线的两端相连接，所述真空腔室与微波谐振腔之间设有平面磁控板，待镀膜样品设置在微波谐振腔和平面磁控板之间;所述微波谐振腔内设有若干气体喷射管。本发明专利技术的平面磁控板使用硬磁材料产生平面磁场，起到增强反应气体的电离效率，提高镀膜均匀性的作用，兼具高镀膜速率、高膜层均匀性的优点，适用于各种薄膜的镀制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于等离子体增强化学气相沉积的等离子源
，具体是一种平面磁控ECR-PECVD等离子源装置。
技术介绍
等离子增强化学气相沉积(即:PECVD)是一种众所周知的真空镀膜技术，己经被使用了几十年。使用PECVD工艺，可以在各种基底上沉积导电膜和非导电膜。传统的PECVD装置，其等离子源由射频电源在两片平行电极之间发生电容耦合从而激发等离子体，因此被称为射频-PECVD (RF-PECVD)。该种PECVD装置的等离子源，不易在大面积内获得较好的均匀性，且镀膜速率较低，不宜应用于大面积、高产能的生产装置。另外一种ECR-PECVD装置的等离子源，采用微波表面波耦合产生等离子体。该种PECVD装置通常采用圆筒结构的真空容器，微波从圆筒的一个端面引入，镀膜样品位于圆筒的另外一端，在圆筒形真空容器的外面包裹电磁线圈，电磁线圈的磁场使电子产生自旋共振，因此被称为电子自旋共振-PECVD (ECR-PECVD)。ECR-PECVD装置的镀膜速率比传统的RF-PECVD提高很多，但是仍然只适用于小面积小批量的生产。一种线性微波PECVD技术也己被本领域的技术人员所熟知，且被广泛用于大面积、高产能、连续式镀膜装置中。这一技术采用单极子微波天线向真空容器内馈入微波功率，且利用天线外套封的石英管产生同轴偶合产生等离子体。真空容器通常为矩形扁平结构，微波天线为一支圆形直棒，横向穿越真空容器。微波功率由两个微波电源从天线的两端馈入，对于每一个微波电源，其馈入的微波功率沿天线轴向呈线性衰减，两端馈入的功率叠加在天线轴向形成均匀分布。因此，该种PECVD装置被称为线性微波PECVD (LM-PECVD)。该种PECVD装置中，样品沿垂直于天线轴线的方向做匀速运动，从而在大面积内获得均匀镀膜。尽管，线性微波PECVD装置，从微波功率分布来说具备很好的均匀性，但是，PECVD镀膜的均匀性还与反应气体的浓度分布有很大关系。应用于大面积、高产能PECVD镀膜的生产装置，一般将镀膜区域的横向宽幅做得很大(彡1000mm)。在大宽幅的镀膜区域内，要做到反应气体均匀分布并不容易，所以要真正得到大面积均匀镀膜，尚需采取其他辅助装置。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种平面磁控ECR-PECVD等离子源装置，本专利技术山微波激发 等离子体，且在平面磁场作用下发生电子自旋共振。本专利技术是通过以下技术方案实现的。一种平面磁控ECR-PECVD等离子源装置，包括真空腔室、微波谐振腔、微波天线、微波波导以及微波发生器，其中，所述微波谐振腔设置在真空腔室的内部；所述微波天线装配在微波谐振腔内，并轴向贯穿整个微波谐振腔；所述真空腔室外侧的靠近两端部处分别设有微波发生器，所述两个微波发生器分别通过微波波导与微波天线的两端相连接；所述真空腔室与微波谐振腔之间设有平面磁控板，待镀膜样品设置在微波谐振腔和平面磁控板之间；所述微波谐振腔内还设有若干气体喷射管。所述微波谐振腔为槽型结构，微波谐振腔的一侧设有开口，所述平面磁控板设置在微波谐振腔开口的一侧，所述待镀膜样品设置在微波谐振腔的开口处。所述微波谐振腔与平面磁控板之间设有间隙。所述微波谐振腔为金属材质。所述微波天线为圆柱形单极子微波天线，微波天线外部套封有圆形石英管或陶瓷管.所述任一气体喷射管上设有反应气体喷口和前驱气体喷口。所述平面磁控板包括极靴、若干磁钢、冷却水管。所述若干磁钢吸附在极靴上，所述冷却水管压紧在极靴上。所述磁钢为3个，包括两个两侧磁钢以及I个中央磁钢，所述两侧磁钢分别设置在极靴的两侧边沿，所述中央磁钢设置在两侧磁钢之间的中间位置。所述平面磁控板还包括保护罩，所述极靴、若干磁钢以及冷却水管均设置在保护罩的内部。所述极靴为软磁材料，所述磁钢为硬磁材料，所述保护罩为非磁材料。本专利技术提供的平面磁控ECR-PECVD等离子源装置，在线性微波等离子源的镀膜区域内，装配平面磁控板，该平面磁控板使用硬磁材料产生平面磁场，使电子在磁场作用下发生自旋共振，从而起到增强反应气体的电离效率，提高镀膜均匀性的作用，兼具高镀膜速率、高膜层均匀性的优点，适 用于各种薄膜的镀制。附图说明图1为本专利技术轴向剖视结构；图2为本专利技术径向截面结构；图3为本专利技术平面磁控板结构示意图；图中:I为真空腔室，2为微波谐振腔，3为微波天线，4为石英管，5为微波波导，6为微波发生器，7为前驱气体喷口，8为反应气体喷口，9为待镀膜样品，10为平面磁控板，11为磁场，101为极靴，102为中央磁钢，103为两侧磁钢，104为冷却水管，105为保护罩，106为磁力线。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明:本实施例在以本专利技术技术方案为前提下迸行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1和图2所示，本实施例的平面磁控ECR-PECVD等离子源装置，包括真空腔室1、微波谐振腔2、微波天线3、微波波导5以及微波发生器6，其中，所述微波谐振腔2设置在真空腔室I的内部；所述微波天线3装配在微波谐振腔2内，并轴向贯穿整个微波谐振腔2;所述真空腔室I外侧的靠近两端部处分别设有微波发生器6，所述两个微波发生器6分别通过微波波导5与微波天线3的两端相连接；所述真空腔室I与微波谐振腔2之间设有平面磁控板10，待镀膜样品9设置在微波谐振腔2和平面磁控板10之间；所述微波谐振腔2内还设有若干气体喷射管。进一步地，所述微波谐振腔2为糟型结构，微波谐振腔2的一侧设有开口，所述平面磁控饭10设置在微波谐振腔2开口的一侧，所述待镀膜样品9设置在微波谐振腔2的开口处。进一步地，所述微波谐振腔2与平面磁控板10之间设有一定的间隙。进一步地，所述微波谐振腔2为金属材质。进一步地，所述微波天线3为圆柱形单极子微波天线，其外部套封有圆形石英管或陶瓷管。进一步地，所述任一气体喷射管上设有反应气体喷口 8和前驱气体喷口 7.具体为，真空腔室I内由真空系统维持一定的气体压力，一般为几帕到几百帕，反应气体通过气体喷射管向微波谐振腔2内喷射，微波发生器6发出的功率通过微波波导5由微波天线3发射，微波功率被限制在由金属材料制作的微波谐振腔2内，气体被微波电磁场激发发生辉光放电，产生等离子体，受激气体分子或离子发生化学反应，生成的固体物质在待镀膜样品9表面沉积形成薄膜。平面磁控板所形成的磁场11使等离子体中的电子发生自旋共振，增强了气体分子的激活效率。同时，等离子体中的带电离子在磁场中作螺旋运动，对反应气体产生搅拌作用，使气体的浓度分布更加均匀。从微波天线一端馈入的微波电源，在石英管外壁表面波的作用下，呈线性衰减；两端馈入的微波功率叠加后，在微波天线轴线方向上呈均匀分布。待镀膜 样品在垂直于微波天线轴线的方向上作匀速运动，从而获得均匀的沉积膜层。本实施方式的微波天线长度及沉积槽横向幅度可达IOOOmn以上，即产品的宽幅可达IOOOmm以上；由于镀膜过程是在运动中实现的，因而产品长度方向原则上没有限制。本实施方式中的平面磁控ECR-PECVD等离子源装置非常适合大面积产品或宽幅带状的产品的镀膜。进一步地，如图3所示，所述平面磁控板10包括极靴101、若干磁钢、冷却水管104，所述若干磁钢吸附在极靴101上，所述冷却水本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种平面磁控ECR‑PECVD等离子源装置，其特征在于，包括真空腔室、微波谐振腔、微波天线、微波波导以及微波发生器，其中，所述微波谐振腔设置在真空腔室的内部;所述微波天线装配在微波谐振腔内，并轴向贯穿整个微波谐振腔;所述真空腔室外侧的靠近两端部处分别设有微波发生器，所述两个微波发生器分别通过微波波导与微波天线的两端相连接;所述真空腔室与微波谐振腔之间设有平面磁控板，待镀膜样品设置在微波谐振腔和平面磁控板之间;所述微波谐振腔内还设有若干气体喷射管。
【技术特征摘要】
1.一种平面磁控ECR-PECVD等离子源装置，其特征在于，包括真空腔室、微波谐振腔、微波天线、微波波导以及微波发生器，其中，所述微波谐振腔设置在真空腔室的内部；所述微波天线装配在微波谐振腔内，并轴向贯穿整个微波谐振腔；所述真空腔室外侧的靠近两端部处分别设有微波发生器，所述两个微波发生器分别通过微波波导与微波天线的两端相连接；所述真空腔室与微波谐振腔之间设有平面磁控板，待镀膜样品设置在微波谐振腔和平面磁控板之间；所述微波谐振腔内还设有若干气体喷射管。2.根据权利要求1所述的平面磁控ECR-PECVD等离子源装置，其特征在于，所述微波谐振腔为槽型结构，微波谐振腔的一侧设有开口，所述平面磁控板设置在微波谐振腔开口的一侧，所述待镀膜样品设置在微波谐振腔的开口处。3.根据权利要求2所述的平面磁控ECR-PECVD等离子源装置，其特征在于，所述微波谐振腔与平面磁控板之间设有间隙。4.根据权利要求1所述的平面磁控ECR-PECVD等离子源装置，其特征在于，所述微波谐振腔为金属材质。5.根据权利要求1所述的平面磁控ECR-P...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏世伟，吴长川，
申请(专利权)人：上海君威新能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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