[發明專利]等離子體薄膜沉積裝置及沉積方法

有效

• 申請號: 201410419057.5
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104152869B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 葉繼春;鄔蘇東;高平奇;楊映虎;韓燦
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/52
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 李芙蓉

1.一種等離子體薄膜沉積裝置，其特征在于，包括：

腔體，所述腔體中設置有樣品臺；

供氣系統，所述供氣系統包括氣源、流量控制裝置和氣體導入管；所述氣源與所述氣體導入管連通，所述流量控制裝置設置在所述氣體導入管上；

等離子體噴槍系統，所述等離子體噴槍系統與所述氣體導入管連通，所述等離子體噴槍系統的另一端與所述腔體連通；

抽真空系統，所述抽真空系統與所述腔體連通；

用于激發等離子體氣體從而產生等離子體的射頻電源系統；以及

壓力控制系統，所述壓力控制系統與所述腔體連通，在所述壓力控制系統中設置有壓力控制閥；所述壓力控制系統控制所述腔體的壓力為0.05kPa至10kPa。

2.根據權利要求1所述的等離子體薄膜沉積裝置，其特征在于，所述射頻電源系統包括射頻電感線圈和射頻電源，所述射頻電感線圈與所述射頻電源連接，所述射頻電源的功率為5kw至40kw，所述射頻電源的頻率為2MHz至40MHz。

3.根據權利要求2所述的等離子體薄膜沉積裝置，其特征在于，所述等離子體噴槍系統包括冷卻系統；

所述冷卻系統包括第一冷卻結構和/或第二冷卻結構；

其中所述第一冷卻結構中設置有適于氣體通過的第一通孔，且在所述第一冷卻結構中設置有第一冷卻液；

所述第二冷卻結構中設置有與所述第一通孔連通的第二通孔，所述第二通孔與所述腔體連通；且在所述第二冷卻結構中設置有第二冷卻液。

4.根據權利要求3所述的等離子體薄膜沉積裝置，其特征在于，所述第一冷卻結構的端部伸入所述第二通孔，且所述第一冷卻結構的端部的位置高于所述射頻電感線圈的位置或者與所述射頻電感線圈的最靠近所述第一冷卻結構的線圈的位置平齊。

5.根據權利要求4所述的等離子體薄膜沉積裝置，其特征在于，所述第一冷卻結構中還設置有氣體延伸管，所述氣體延伸管與所述第一冷卻結構的第一通孔連通，所述氣體延伸管的長度大于所述第一冷卻結構的長度。

6.根據權利要求4所述的等離子體薄膜沉積裝置，其特征在于，所述射頻電感線圈環繞所述第二冷卻結構的外壁設置。

7.根據權利要求4所述的等離子體薄膜沉積裝置，其特征在于，所述氣體導入管包括第一氣體導入管和第二氣體導入管，所述第一氣體導入管與所述第一通孔連通；

在所述第二冷卻結構的側壁上設置有氣體入口，所述第二氣體導入管與所述氣體入口連通。

8.根據權利要求1所述的等離子體薄膜沉積裝置，其特征在于，所述腔體和/或所述樣品臺上均設置有冷卻裝置。

9.一種采用權利要求1至8任意一項所述的等離子體薄膜沉積裝置的沉積方法，其特征在于，包括如下步驟：

將襯底放入腔體的樣品臺上；

對所述腔體進行抽真空處理，使所述腔體達到目標真空度；

向所述腔體中通入等離子體氣體；

調節所述腔體的壓力為0.05kPa至10kPa，并保持恒定；

打開射頻電源系統的電源，并調節所述電源的功率為設定功率；

向所述腔體中通入反應氣體；

在所述襯底上沉積薄膜。

10.根據權利要求9所述的沉積方法，其特征在于，所述等離子體氣體為惰性氣體或惰性氣體與反應氣體的混合物。