[發明專利]一種等離子體增強化學氣相沉積設備及制膜方法

在審

• 申請號: 201610202910.7
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105714274A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 向勇;傅紹英;孫赫;閆宗楷
• 申請（專利權）人: 成都西沃克真空科技有限公司
• 主分類號: C23C16/509
• 分類號: C23C16/509;C23C16/26;C23C16/46;C23C16/52
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 詹守琴

技術領域

本申請涉及鍍膜技術領域，尤其涉及一種等離子體增強化學氣相沉積設備 及制膜方法。

背景技術

類金剛石薄膜(DiamondLikeCarbon)簡稱DLC薄膜。它是一類性質近似 于金剛石薄膜，具有高硬度、高電阻率、良好光學性能、化學惰性等，同時又 具有自身獨特摩擦學特性的非晶碳薄膜。可廣泛用于機械、電子、光學、熱學、 聲學、醫學等領域，具有良好的應用前景。

等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)是制備類金剛石薄膜的一種去常用 的方法。等離子體增強化學氣相沉積技術，借助氣體輝光放電在上極板和下級 板之間產生均勻的等離子體，從宏觀上看來，這種等離子體溫度不高，但其內 部卻處于受激發的狀態，其電子能量足以使分子鍵斷裂，并導致具有化學活性 的物質(活化分子、原子、離子、原子團等)產生，使本來需要在高溫下才能進行 的化學反應，在較低的溫度下甚至在常溫下就可以發生，從而達到在低溫下也 能在基片上形成固體膜的目的。具體過程為通入適量的反應氣體，在射頻電源 和直流負偏壓的誘導下，使氣體等離子體化。等離子體中的某些中性產物有可 能同與之接觸的固體表面發生進一步的反應，形成薄膜的同時向等離子體中釋 放出新的反應產物。新的產物在電場的控制下形成規律性的運動，最終沉積在 基片上形成固態薄膜。

而由于在下級板通入了射頻電壓，因此下級板的各個表面附近都會產生等 離子體，會引起設備空間內的等離體子分布不均勻，從而會產生影響薄膜的質 量，制約成膜面積。

發明內容

本發明了提供了一種等離子體增強化學氣相沉積設備及制膜方法，以解決 沉積類金剛石薄膜的工藝中，由于設備內部的等離子體分布不均勻導致的鍍膜 質量差的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種等離子體增強化學氣相沉積設備， 包括：

反應腔體，內部設置有上極板和下級板；所述上極板和所述下級板對應設 置；

所述下級板包括沉積板和槽型機構，所述沉積板蓋設于所述槽型機構的槽 型開口上，形成一容置空間，其中，所述槽型機構的外表面覆蓋有由絕緣材料 形成的絕緣壁。

優選的，所述容置空間內設置有水冷槽，用于通入冷卻液對所述沉積板進 行降溫。

優選的，所述容置空間內設置有加熱電阻，用于提升所述沉積板的溫度。

優選的，所述容置空間內設置有溫度檢測計，用于實時監測所述所述容置 空間的溫度。

優選的，所述沉積板上設置有樣品臺，用于放置基片。

優選的，所述反應腔體的腔壁上開設有反應氣體入口。

優選的，所述反應腔體的腔壁上開設有抽氣口，所述抽氣口和抽真空裝置 連接，用于使所述反應腔體中達到真空狀態。

優選的，所述絕緣壁采用聚四氟乙烯或者聚全氟乙丙烯制備。

優選的，所述絕緣壁厚度為10-30mm。

本發明的技術方案還提供了一種制膜方法，所述方法應用于如上述技術方 案所述的一種等離子體增強化學氣相沉積設備中，所述方法包括：

調節所述反應腔體內的溫度調節為0℃～800℃；

對所述反應腔體抽真空處理后，充入混合氣體；

將所述反應腔體的工作氣壓調為0.1Pa～10Pa，然后施加電壓，使施加功率 范圍處于50W～800W，產生等離子體，以制備薄膜。

通過本發明的一個或者多個技術方案，本發明具有以下有益效果或者優點：

本發明公開了一種等離子體增強化學氣相沉積設備及制膜方法，在本發明 的設備中，包括反應腔體，內部設置有上極板和下級板；將下級板劃包括沉積 板和槽型機構，所述沉積板蓋設于所述槽型機構的槽型開口上，形成一容置空 間。將槽型機構的外表面覆蓋一層由絕緣材料形成的絕緣壁，只保留沉積板通 入射頻電壓產生等離子體進行鍍膜，能夠保證等離子體的均勻性和穩定性，使 得薄膜材料均勻地沉積在基片上，能夠提高制膜質量。

進一步的，在下級板的內部還設置有水冷槽和加熱電阻，能夠聯合調節下 級板的溫度，實現基片沉積時所需要的溫度，且為基片提供一個穩定的鍍膜環 境，加快沉積速率，能夠使得沉積薄膜均勻，制膜質量高。

另外，在下級板的內部還設置有溫度檢測計，實時監測所述下級板的溫度， 實時反饋下級板的溫度情況，保持下級板的溫度的穩定性。

附圖說明