[發明專利]一種真空反應裝置及反應方法

在審

• 申請號: 201810116519.4
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108149225A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 張鶴;黎微明;左敏
• 申請（專利權）人: 江蘇微導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: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 朱少華

本發明公開了一種真空反應裝置及反應方法，反應腔外設有加熱器；反應腔內放置載具，所述載具導電并與反應腔內的其他部分絕緣，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；設有多組平行排列的平板時，平行平板通過導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；所述反應腔一端設出氣口，出氣口連真空泵，另一端設進氣口，進氣口連接氣源。真空反應裝置既可以進行等離子體增強原子層沉積反應又可以進行等離子體增強化學氣相沉積反應。本發明中采用絕緣的管式爐體和可承載大批量硅片的載具，可使載具上這些硅片一次同時處理，同時保持所鍍薄膜的片內、片間和批間具有較高的厚度均勻性。

技術領域

本發明屬于薄膜材料真空制備，具體涉及到等離子體增強原子層沉積設備和等離子體增強化學氣相沉積設備及其反應方法。

背景技術

等離子體增強原子層沉積(plasma-enhanced atomic layer deposition，PEALD)有異名如下：等離子體輔助原子層沉積(plasma-assisted atomic layer deposition，PAALD)，等離子體原子層沉積(plasma atomic layer deposition，plasma ALD)或基團增強原子層沉積(radical-enhanced atomic layer deposition，radical-enhanced ALD)。因為歷史原因而命名不同，但處理硅片的工藝方式實際完全相同，是同一種方法。本文采用PEALD名稱，但是專利應涵蓋其他名稱。

ALD是指原子層沉積，CVD是指化學氣相沉積。

等離子體增強原子層沉積(PEALD)真空鍍膜技術已經廣泛應用于半導體及光伏領域，可沉積多種半導體或金屬薄膜，并精確控制薄膜到亞納米級別。等離子體電源的使用使得PEALD技術所沉積的薄膜具有多變的材料性能，可用于各種場合。目前，PEALD設備僅限于小尺寸設備，一次僅能處理1片或若干片硅片，限制了產能提高了制備成本。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明公開了一種真空反應裝置及其方法。

一、真空反應裝置的技術方案如下：

一種真空反應裝置，反應腔外設有加熱器，優選的加熱器為電阻絲加熱器，電阻絲加熱器加熱反應腔，熱輻射加熱爐內載具上的硅片，以控制薄膜沉積時硅片表面溫度；反應腔內放置載具，所述載具導電并與反應腔內的其他部分絕緣，所述載具為至少一組平行排列的平板，相鄰的平板分別接等離子體電源的兩極，平行平板設有多組時，平行平板交替相互連接并引出反應腔外，奇數平板互連成為一個電極，偶數平板互連成為另一個電極，兩個電極由導線引出到反應腔外部，分別接等離子體電源的兩極。

平行平板連接的優選技術方案為，所有的平行平板由絕緣的直桿在平板的四個頂角的位置垂直貫穿連接，相鄰的平板由穿在直桿上的絕緣墊片隔離，交替的平板在平板的一端由導電材料互連。

這組平行平板的表面可上放置待鍍膜的片狀物料，如硅片，每個平板的兩側可以分別放置一個硅片，平板可以做的比較寬，使得一個平板表面可以承載多個硅片在同一平面。

反應腔一端設出氣口，出氣口連真空泵，真空泵對反應腔抽真空，保持腔體內的真空度，另一端設進氣口，進氣口連接氣源。

真空反應裝置的反應腔既可以應用于等離子體增強原子層沉積反應，又可以應用于等離子體增強化學氣相沉積反應。本發明的反應腔的技術方案是真空反應裝置原子層沉積和化學氣相沉積的相互兼容的設備，既可以在反應腔內發生原子層沉積鍍膜，又可以在反應腔內發生化學氣相沉積鍍膜。