[發明專利]等離子體輔助物理氣相沉積源

在審

• 申請號: 201380071622.7
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104955979A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 崔镕燮;鄭熔鎬;盧泰協;石東簒;樸賢宰
• 申請（專利權）人: 韓國基礎科學支援研究院
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

技術領域

本發明涉及利用等離子體的物理氣相沉積源，尤其涉及一種向在高真空形成薄膜的熱物理氣相沉積源(Thermal?Physical?Vapor?Deposition)結合等離子體的技術。

背景技術

物理氣相沉積(Physical?Vapor?Deposition；PVD)法作為氣相沉積法中的一種，根據工作原理通常可以分類為蒸發(Evaporation)、濺鍍(Sputtering)、離子鍍(Ion?plating)等，是一種廣泛用于裝飾、超輕等工業乃至電子領域的沉積法。

利用熱的物理氣相沉積(Thermal?Vapor?Deposition)技術一般在高真空下進行，由于在高真空狀態進行，因此無法同時使用等離子體，其原因如下。

一般的熱物理氣相沉積源是在高真空下使用，因此腔體內粒子的使用環境不足以發生等離子體。為發生等離子體而降低腔體真空度的情況下，由于氣氛壓力與材料的蒸汽壓之間的差異小，因此蒸發率下降。為防止蒸發率下降而提高沉積源溫度的情況下，沉積源的輻射熱會造成基板溫度上升，因此難以適用于需要低溫工藝的產品。

并且，不在基板上另設加熱裝置的情況下，所沉積粒子只有相當于沉積源溫度的能量，由于這種情況下沉積的粒子沒有足夠能量，因此無法形成優質的薄膜。

為解決上述問題，本發明將等離子體輔助物理氣相沉積源作為物理氣相沉積源，為此使沉積源的噴嘴具有特定形狀并以此調節內部壓力。以下對此作進一步詳細說明。

發明內容

本發明如下解決現有技術中存在的問題。根據該方法，腔體的壓力無法滿足等離子體生成條件，但由于能夠通過沉積源的噴嘴形狀調節內部壓力，因此可以借此使得沉積源內部保持適合發生等離子體的壓力，利用蒸發材料發生等離子體。

在沉積源內部發生等離子體的情況下，蒸發的粒子與等離子體發生反應，因此在沉積源的熱能的基礎上還具有等離子體的能量。這種情況下，無需另外加熱基板即可獲得優質的薄膜。

根據本發明一個實施例的等離子體輔助物理氣相沉積源，其特征在于，包括：坩堝，其內部具有等離子體發生空間；噴嘴，其形成于所述坩堝的上端面；等離子體發生用電極，其沿所述坩堝的長度方向向坩堝內部插入了預定長度；等離子體發生用電源裝置，其連接于所述等離子體發生用電極；絕緣體，其包圍所述等離子體發生用電極的下部的局部，填充坩堝內部的局部；以及蒸發物質，其堆積于所述絕緣體上，其中所述噴嘴能夠變更噴嘴尺寸使得所述坩堝內部的等離子體發生空間保持能夠發生等離子體的壓力。

這種情況下，還可以包括配置于所述坩堝的外部邊緣的加熱器，并且還可以包括配置于加熱器的外部邊緣的散熱板。還可以包括內部包括所述坩堝、所述加熱器及所述散熱板的本體。

等離子體發生用電極的局部可以插入至所述坩堝內的等離子體發生空間。

優選地，能夠發生等離子體的壓力范圍為10^-3mTorr以上。

能夠通過用于調節噴嘴孔尺寸的噴嘴孔調節部調節噴嘴的尺寸。

根據本發明，即使在高真空下進行沉積的情況下，沉積源內部的壓力仍是能夠發生等離子體的壓力，能夠通過調節噴嘴的形狀調整沉積源內部的壓力?？赏ㄟ^射頻、微波、直流脈沖等多種方法發生等離子體。

因為僅在沉積源內部發生等離子體，因此不會發生等離子體造成基板溫度上升的問題或等離子體荷電粒子造成基板損壞等問題。

附圖說明

圖1為現有物理氣相沉積腔體的概要圖；

圖2為顯示根據本發明一個實施例的等離子體輔助物理氣相沉積源的剖面圖；

圖3為顯示根據本發明一個實施例的等離子體輔助物理氣相沉積源的使用立體圖；

圖4為顯示根據本發明一個實施例的用于調節等離子體輔助物理氣相沉積源的噴嘴孔尺寸的噴嘴孔調節部的形狀的示意圖。

以下參照附圖說明多種實施例，所有附圖中類似的附圖標記表示類似的構成要素。本說明書中的多種說明用于幫助理解本發明，但應知曉這些實施例在無特定說明的情況下也能夠實施。為便于說明實施例，其他例子以框圖形式顯示公知結構及裝置。

具體實施方式

為便于理解本發明實施例，以下簡要說明一個以上的實施例。本部分并非對所有可能實施例的總結性概要，也并非用于識別所有構件中的核心構件或覆蓋所有實施例的范圍。其唯一目的是通過以下公開的具體說明提供一個簡要形態的一個以上實施例。