[發(fā)明專利]一種真空反應(yīng)裝置及反應(yīng)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810116519.4
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108149225A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鶴;黎微明;左敏
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇微導(dǎo)納米裝備科技有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/513
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 朱少華

1.一種用于真空反應(yīng)裝置的反應(yīng)腔，其特征在于：所述反應(yīng)腔外設(shè)有加熱器；反應(yīng)腔內(nèi)放置載具，載具上放置待鍍膜物體，所述載具導(dǎo)電并與反應(yīng)腔內(nèi)的其他部分絕緣；所述載具為至少一組平行排列的平板，兩相鄰的平板分別接等離子體電源的兩極；所述反應(yīng)腔一端設(shè)出氣口，出氣口連真空泵，另一端設(shè)進(jìn)氣口，進(jìn)氣口連接氣源。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于真空反應(yīng)裝置的反應(yīng)腔，其特征在于：所述載具設(shè)有至少二組平行平板時，平行平板通過導(dǎo)電元件交替相互連接并引出真空腔體外，分別接等離子體電源的兩極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于真空反應(yīng)裝置的反應(yīng)腔，其特征在于：所述氣源包括反應(yīng)氣、化學(xué)源蒸汽、載氣；所述反應(yīng)氣、化學(xué)源蒸汽、載氣分別通過管道與進(jìn)氣口連接；反應(yīng)氣體種類有一種、兩種或者二種以上；化學(xué)源種類有一種、兩種或者二種以上；載氣種類有一種、兩種或者二種以上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于真空反應(yīng)裝置的反應(yīng)腔，其特征在于：所述反應(yīng)腔的進(jìn)氣口與化學(xué)源之間設(shè)有第一閥門；化學(xué)源與載氣之間設(shè)有第二閥門；反應(yīng)腔的進(jìn)氣口與載氣之間設(shè)有第三閥門；所述反應(yīng)腔的進(jìn)氣口與反應(yīng)氣體一之間設(shè)有第四閥門；所述反應(yīng)腔的進(jìn)氣口與反應(yīng)氣體二之間設(shè)有第五閥門。

5.一種真空反應(yīng)裝置，其特征在于：所述的真空反應(yīng)裝置的反應(yīng)腔采用權(quán)利要求1所述的反應(yīng)腔，所述真空反應(yīng)裝置進(jìn)行原子層沉積反應(yīng)；打開第一閥門，化學(xué)源蒸汽進(jìn)入反應(yīng)腔；或者打開第一閥門和第二閥門，載氣進(jìn)入化學(xué)源，載氣帶化學(xué)源蒸汽進(jìn)入反應(yīng)腔；或者打開第一閥門、第二閥門和第三閥門，載氣部分?jǐn)y帶化學(xué)源蒸汽進(jìn)入反應(yīng)腔；化學(xué)源進(jìn)入反應(yīng)腔反應(yīng)，并通過載氣吹掃后，第四閥門和/或第五閥門打開，反應(yīng)氣體一和/或反應(yīng)氣體二進(jìn)入反應(yīng)腔，打開等離子體電源，載具的兩平行板之間產(chǎn)生等離子體。。

6.一種真空反應(yīng)裝置，其特征在于：所述真空反應(yīng)裝置的反應(yīng)腔采用權(quán)利要求1所述的反應(yīng)腔，真空反應(yīng)裝置進(jìn)行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)；打開第一閥門，化學(xué)源蒸汽進(jìn)入反應(yīng)腔；或者打開第一閥門和第二閥門，載氣進(jìn)入化學(xué)源，載氣帶化學(xué)源蒸汽進(jìn)入反應(yīng)腔；或者打開第一閥門、第二閥門和第三閥門，載氣部分?jǐn)y帶化學(xué)源蒸汽進(jìn)入反應(yīng)腔；整個反應(yīng)循環(huán)過程中第四閥門和/或第五閥門在整個反應(yīng)過程中保持常開，同時等離子體電源常開，反應(yīng)氣體一和/或反應(yīng)氣體二與化學(xué)源反應(yīng)。

7.基于權(quán)利要求5的真空反應(yīng)裝置的等離子體增強原子層沉積鍍膜方法，其特征在于：沉積方法由若干個完全相同的循環(huán)組合而成，每個循環(huán)保證所沉積亞納米級別厚度的薄膜材料，通過控制循環(huán)數(shù)量精確控制薄膜厚度；

在每個循環(huán)中，分為四個步驟：

工藝開始前，所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；

步驟1，打開第一閥門，令化學(xué)源蒸汽直接進(jìn)入反應(yīng)腔；或者打開第一閥門和第二閥門，令載氣流經(jīng)化學(xué)源，載氣攜帶化學(xué)源蒸汽進(jìn)入反應(yīng)腔；或者打開第一閥門，第二閥門和第三閥門，令部分載氣流經(jīng)化學(xué)源，并攜帶化學(xué)源蒸汽進(jìn)入反應(yīng)腔，三種方式均通過控制閥門開閉動作控制化學(xué)源進(jìn)入腔體時間；

步驟2，關(guān)閉第一閥門和第二閥門，僅開第三閥門，使得不攜帶任何化學(xué)源的載氣吹掃反應(yīng)腔，控制第三閥門開關(guān)動作控制吹掃時間

步驟3，打開第四閥門和/或第五閥門通入反應(yīng)氣，隨后打開等離子體電源，在所述載具的平行板之間生成等離子體，令反應(yīng)氣體等離子體能量輔助下與襯底表面反應(yīng)；控制第四閥門和/或第五閥門開閉控制反應(yīng)氣注入反應(yīng)腔的時間；

步驟4，關(guān)閉第四閥門和/或第五閥門，關(guān)閉等離子體電源，打開第三閥門，采用不攜帶任何化學(xué)源的載氣吹掃反應(yīng)腔；

在步驟1-4中，可以保持第四閥門和/或第五閥門常通，使得反應(yīng)氣體始終流入反應(yīng)腔。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體增強原子層沉積鍍膜方法，其特征在于：所述載氣有兩種載入化學(xué)源的方式：當(dāng)?shù)谝婚y門和第二閥門開放時，關(guān)閉第三閥門載氣全部進(jìn)入化學(xué)源再進(jìn)入反應(yīng)腔；打開第三閥門，載氣部分進(jìn)入化學(xué)源而另一部分直接進(jìn)入反應(yīng)腔。

9.基于權(quán)利要求6的真空反應(yīng)裝置的等離子體增強化學(xué)氣相沉積鍍膜方法，其特征在于：同時或分別將化學(xué)源和反應(yīng)氣體通入反應(yīng)腔，并開啟等離子體電源生成等離子體；可以部分化學(xué)源或反應(yīng)氣體先通入反應(yīng)腔，并開啟等離子體電源生成等離子體，再將其他化學(xué)源或反應(yīng)氣體通入反應(yīng)腔；保持打開相應(yīng)的閥門，維持化學(xué)源、反應(yīng)氣體不斷進(jìn)入反應(yīng)腔，并保持等離子體電源持續(xù)開啟保證等離子體在平行載具間持續(xù)存在，控制等離子體電源的開啟時間，可以控制薄膜厚度。