[發明專利]一種高通量CVD制備硅碳氧薄膜的裝置

有效

• 申請號: 201611192298.6
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106756872B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 彭先德;向勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C23C16/30
• 分類號: C23C16/30;C23C16/455
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

本發明屬于鍍膜設備開發領域，具體為一種高通量CVD制備硅碳氧薄膜的裝置。本發明以高通量CVD鍍膜技術為基礎，設計CVD沉積反應室結構，利用不同反應前驅物氣體(SiH₄，C₂H₄，O₂)以N₂為載氣，控制其在反應室中的流向分布，形成反應前驅物濃度比例的梯度變化，從而在襯底基片上形成材料成分變化的SiC_xO_y薄膜組合材料。

技術領域

本發明屬于鍍膜設備開發領域，主要將高通量化學氣相沉積(CVD)鍍膜技術應用于硅碳氧薄膜的制備，在單次鍍膜過程中，在同一襯底基片上實現不同成分硅碳氧薄膜材料的高通量制備，具體為一種高通量CVD制備硅碳氧薄膜的裝置。

背景技術

硅碳氧(SiC_xO_y)薄膜材料擁有碳化硅(SiC)和二氧化硅(SiO₂)相似的特性，具有很好的熱穩定性，具有很好的機械強度，具有寬的帶隙，極好的光學性能。這些優良的特性使得硅碳氧(SiC_xO_y)薄膜材料在電子領域、光學領域具有極好的工業化應用價值。比如，Pilkington公司的K系列低輻射玻璃產品就采用SiC_xO_y薄膜材料作為透明導電氧化物膜層與玻璃之間的隔離層和消色層。其作用是要隔離玻璃中的鈉離子溢出到透明導電氧化物膜層，同時抑制薄膜的色彩飽和度，使產品表現出中性色。

作為三元化合物薄膜材料，硅碳氧的折射率系數會隨著硅—碳—氧三種元素含量的變化而變化，即硅碳氧的折射率可調，因而SiC_xO_y氧化物薄膜材料具有SiO₂及SiC所沒有的優良光學特性。CVD鍍膜技術是制備SiC_xO_y氧化物薄膜材料比較常規的方法，在具體的鍍膜過程中，通過調節反應前驅物的材料、比例以及襯底的溫度來對SiC_xO_y成分進行調節，從而實現對SiC_xO_y折射率的調節。

但是采用常規的CVD方法來研究反應前驅物的材料、比例與SiC_xO_y薄膜的成分比的關系，其工作量非常大，且工作效率較為低下。

發明內容

針對上述存在問題或不足，本發明提供了一種高通量CVD制備硅碳氧薄膜的裝置，通過采用高通量CVD的方法，實現單次鍍膜過程，在單個襯底上制備SiC_xO_y成分連續變化的高通量樣品的裝置，從而提高SiC_xO_y材料成分研究的效率。

該高通量CVD制備硅碳氧薄膜的裝置，包括氣源、管路、質量流量計MFC、控制閥門、CVD沉積反應室、廢氣焚燒爐和排空設備。

氣源包括三種反應氣體(SiH₄，C₂H₄，O₂)及載氣(N₂)四種，氣源一般采用50L的標準氣瓶，4種氣體都采用高純氣體(純度為99.999％)，氣瓶通過減壓閥和管路連接。

管路為氣體的運輸管道，用于連通MFC、控制閥門、CVD沉積反應室、廢氣焚燒爐和排空設備。