[發(fā)明專利]一種用于生成納米晶硅薄膜的裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610044372.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105483654A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐艷梅;張貴銀;王永杰;趙占龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): C23C16/515
• 分類號(hào): C23C16/515;C23C16/24
• 代理公司: 北京市清華源律師事務(wù)所 11441
• 代理人: 沈泳;李贊堅(jiān)

1.一種用于生成納米晶硅薄膜的裝置，所述裝置包括射頻陰極(1)、 匹配網(wǎng)絡(luò)(2)、射頻源(3)、進(jìn)氣口(4)、排氣口(5)、樣品(6)、下 電極(7)、絕緣支柱(8)、熱電偶測(cè)溫加熱系統(tǒng)(9)、脈沖偏壓源(10)、 腔體(11)、廢氣處理系統(tǒng)(12)、總流量控制器(13)、分子泵(14)、機(jī)械 泵(15)和流量控制器(16)；

其中，所述腔體(11)為金屬反應(yīng)腔，射頻陰極(1)、樣品(6)、 下電極(7)以及絕緣支柱(8)設(shè)置在所述腔體(11)內(nèi)，所述分子泵 (14)和機(jī)械泵(15)設(shè)置在所述腔體(11)外，為所述腔體(11)提 供真空環(huán)境；

所述進(jìn)氣口(4)和所述排氣口(5)設(shè)置在所述腔體(11)上，并 且所述進(jìn)氣口(4)與所述總流量控制器(13)連接，所述排氣口(5)與 所述廢氣處理系統(tǒng)(12)連接，反應(yīng)氣體經(jīng)多個(gè)流量控制器(16)后進(jìn) 入經(jīng)總流量控制器(13)，從所述進(jìn)氣口(4)進(jìn)入所述腔體(11)，反 應(yīng)后的氣體從所述排氣口(5)排出，并進(jìn)入所述廢氣處理系統(tǒng)(12)；

所述射頻陰極(1)與所述下電極(7)相對(duì)設(shè)置，二者之間形成等 離子放電區(qū)，所述樣品(6)置于等離子放電區(qū)內(nèi)，所述下電極(7)為扁 圓筒狀銅電極，上底面直徑10cm，壁高2cm，所述射頻陰極(1)與所述 下電極(7)之間的距離為5cm，所述絕緣支柱(8)對(duì)所述下電極(6) 進(jìn)行支撐，其中，所述射頻陰極(1)、匹配網(wǎng)絡(luò)(2)和射頻源(3)依次 連接，所述下電極(7)分別與所述熱電偶測(cè)溫加熱系統(tǒng)(9)和所述脈 沖偏壓源(10)連接，所述熱電偶測(cè)溫加熱系統(tǒng)(9)測(cè)量所述樣品(6) 的溫度，所述脈沖偏壓源(10)為所述下電極(6)提供偏壓，輸出電壓 為60-200V。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生成納米晶硅薄膜的裝置，其特征在 于，所述脈沖偏壓源(10)提供直流負(fù)偏壓，所述樣品(6)為雙面拋光 的P型(100)晶相單晶硅，所述樣品(6)的電阻率為5-10Ω·cm， 從所述進(jìn)氣口(4)進(jìn)入的反應(yīng)氣體為SiH₄、H₂和N₂O的混合氣體,H₂和 N₂O總流量為90sccm-150sccm，反應(yīng)氣體的流量比2:98:2-2:98:10，反 應(yīng)氣壓為100--300pa，所述射頻源(3)的頻率為13.56Mz，功率為80-200w， 所述脈沖偏壓源(10)提供電壓的電壓值為10-100v。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于生成納米晶硅薄膜的裝置，其特征在 于，在從所述進(jìn)氣口(4)進(jìn)入的所述反應(yīng)氣體中，H₂和N₂O總流量為 104sccm，反應(yīng)氣體的流量比為2:98:4，反應(yīng)氣壓為230pa，所述射頻源 (3)的功率為120w，所述脈沖偏壓源(10)的提供電壓的電壓值為65v。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生成納米晶硅薄膜的裝置，其特征在 于，所述脈沖偏壓源(10)提供直流脈沖負(fù)偏壓，所述樣品(6)分別為 肖特基玻璃和雙面拋光的P型(100)晶相單晶硅，所述單晶硅的電阻 率為5-10Ω·cm，從所述進(jìn)氣口(4)進(jìn)入的反應(yīng)氣體為SiH₄和H₂的 混合氣體，SiH₄和H₂總流量為90sccm-150sccm，流量比為2:100-6:100， 反應(yīng)氣壓為100-300pa，所述射頻源(3)的頻率為13.56Mz，功率為 80-200w，所述脈沖偏壓源(10)提供直流脈沖負(fù)偏壓，脈沖頻率為5～ 100Hz,占空比為0-80％，電壓幅值為,60-200v，電壓值為10-100v。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于生成納米晶硅薄膜的裝置，其特征在 于，在從所述進(jìn)氣口(4)進(jìn)入的所述反應(yīng)氣體中，SiH₄和H₂總流量為 104sccm，流量比為4:100，反應(yīng)氣壓為190pa，所述射頻源(3)功率為 120w，所述脈沖偏壓源(10)提供直流脈沖負(fù)偏壓，脈沖頻率為60Hz， 占空比為40％，電壓幅值為120v，電壓值為65v。