[實(shí)用新型]一種微分混合式化學(xué)氣相沉積裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720273705.X
• 申請(qǐng)日: 2017-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN206538474U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊衛(wèi)民;劉海超;焦志偉;丁玉梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C16/455
• 分類號(hào): C23C16/455;C23C16/505;C23C16/46
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣相沉積領(lǐng)域，特別涉及一種微分混合式化學(xué)氣相沉積裝置。

背景技術(shù)

用于在物體上形成薄膜的氣相沉積方法一般分為物理氣相沉積(PVD)方法(例如，濺射)和化學(xué)氣相沉積(CVD)方法，在PVD方法中，以沉積源的物理特性和薄膜材料的物理特性相同的方式形成薄膜，在CVD方法中，以沉積源的物理特性和薄膜材料的物理特性不同的方式使用化學(xué)反應(yīng)形成薄膜。由于PVD方法成分或厚度的均勻性和臺(tái)階覆蓋性不如CVD方法，因此通常更多地使用CVD方法。

CVD方法包括常壓化學(xué)氣相沉積(APCVD)，低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)等。在CVD方法中，由于PECVD方法能夠?qū)崿F(xiàn)低溫沉積，并且成膜速度快，因此PECVD方法得到廣泛使用。PECVD方法是利用微波或射頻將注入到反應(yīng)腔中的反應(yīng)氣體電離，使得反應(yīng)氣體處于等離子體狀態(tài)，而等離子體化學(xué)活性很強(qiáng)，很容易發(fā)生反應(yīng)，在基片上沉積出所期望的薄膜。

薄膜沉積工藝最關(guān)鍵的是沉積薄膜均勻，研究人員已經(jīng)對(duì)此提出了大量改進(jìn)觀點(diǎn)。為了均勻沉積薄膜，均勻分布反應(yīng)氣體或等離子體起到非常重要的作用。為此，許閏成等公開了發(fā)明專利名稱為“一種用于化學(xué)氣相沉積的裝置”(201110280169.3)申請(qǐng)，通過(guò)一種錐形的氣體擴(kuò)散部件，提高氣體的分散均勻性，從而提高沉積薄膜的均勻性。這種氣體分散方法中的反應(yīng)氣體是從中間向四周擴(kuò)散，氣體流道開闊，不能保證氣體分散均勻，并且這種方法要求反應(yīng)氣體在進(jìn)入氣相沉積裝置前進(jìn)行預(yù)混合處理，提高了裝置的復(fù)雜性。此外，對(duì)于在常溫條件下容易發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)氣體，提前混合容易造成氣體提前反應(yīng)，引起堵塞并影響沉積效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提高現(xiàn)有化學(xué)沉積裝置氣體分散效果，簡(jiǎn)化裝置，提供一種微分混合式化學(xué)氣相沉積裝置。

本發(fā)明一種微分混合式化學(xué)氣相沉積裝置,由箱體、流道板、絕緣密封墊片、反應(yīng)室、支柱、基座、加熱系統(tǒng)和射頻系統(tǒng)組成；所述反應(yīng)室為進(jìn)行化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)空間；流道板設(shè)置在反應(yīng)室上方，流道板內(nèi)流道由A入口、B入口、A主流道、B主流道、A分流道、B分流道、A支流道、B支流道、匯集流道、混合流道和噴頭組成；射頻系統(tǒng)的電極安裝在流道板上方；箱體位于流道板下方，其與流道板所包圍空間即為所述反應(yīng)空間，箱體的底面設(shè)置有均勻排布的多個(gè)抽氣孔，抽氣孔與抽氣管相連通，并連通到抽氣裝置；絕緣密封墊片上表面和下表面分別與流道板和箱體接觸，絕緣密封墊片、流道板與箱體固定；基座位于反應(yīng)室內(nèi)，由立柱支撐；基座上方放置基板，基板可用于沉積薄膜或放置待沉積品。

本發(fā)明一種微分混合式化學(xué)氣相沉積裝置,所述流道板的A入口與B入口位于流道板的兩側(cè)，A入口與A主流道連通，B入口與B主流道連通，A主流道與B主流道平行設(shè)置；A主流道與多個(gè)A分流道連通，各A分流道與A主流道垂直，B主流道與多個(gè)B分流道連通，各B分流道與B主流道垂直,各A分流道與各B分流道為“A-B-A-B”式的交叉排列；每個(gè)A分流道分別與多個(gè)A支流道連通，每個(gè)B分流道分別與多個(gè)B支流道連通，對(duì)應(yīng)的各A支流道與B支流道在匯集流道匯合，各匯集流道連通混合流道，混合流道連通噴頭。

本發(fā)明一種微分混合式化學(xué)氣相沉積裝置,所述流道板的A主流道與B主流道的斷面深度大于各A分流道與各B分流道的斷面深度。

本發(fā)明一種微分混合式化學(xué)氣相沉積裝置,所述流道板的混合流道截面形狀由矩形變?yōu)閳A形，并且截面面積迅速減小。

本發(fā)明一種微分混合式化學(xué)氣相沉積裝置,所述流道板可以由上板、中板、下板三塊金屬板組裝而成，上板、中板、下板由螺栓固定；上板內(nèi)流道為A入口、B入口、A分流道、B分流道以及A主流道和B主流道的上半部分；中板內(nèi)流道為A支流道、B支流道以及A主流道和B主流道的下半部分；下板內(nèi)流道為匯集流道、混合流道和噴頭。

本發(fā)明一種微分混合式化學(xué)氣相沉積裝置,所述流道板也可以由金屬3D打印方法加工成型。

本發(fā)明一種微分混合式化學(xué)氣相沉積裝置,其加熱系統(tǒng)為電磁感應(yīng)加熱方式，加熱線圈位于基座內(nèi)，加熱線圈排布方式為環(huán)形排布或點(diǎn)陣式排布。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果是：

微分混合式流道能夠提高氣體混合的均勻性和氣體分布的均勻性，使化學(xué)氣相沉積薄膜更均勻，省去了氣體混合裝置，簡(jiǎn)化設(shè)備；采用電磁感應(yīng)加熱方式，加熱速率快，并且提高了電能的利用率，降低成本；除此之外，本發(fā)明化學(xué)氣相沉積裝置對(duì)于已經(jīng)混合好的反應(yīng)氣體，可以關(guān)閉一個(gè)入口，由一個(gè)入口進(jìn)入，同樣可以提高氣體分布均勻性。