[发明专利]一种等离子体增强化学气相沉积设备及制膜方法

说明书

技术领域

本申请涉及镀膜技术领域，尤其涉及一种等离子体增强化学气相沉积设备 及制膜方法。

背景技术

类金刚石薄膜(DiamondLikeCarbon)简称DLC薄膜。它是一类性质近似 于金刚石薄膜，具有高硬度、高电阻率、良好光学性能、化学惰性等，同时又 具有自身独特摩擦学特性的非晶碳薄膜。可广泛用于机械、电子、光学、热学、 声学、医学等领域，具有良好的应用前景。

等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是制备类金刚石薄膜的一种去常用 的方法。等离子体增强化学气相沉积技术，借助气体辉光放电在上极板和下级 板之间产生均匀的等离子体，从宏观上看来，这种等离子体温度不高，但其内 部却处于受激发的状态，其电子能量足以使分子键断裂，并导致具有化学活性 的物质(活化分子、原子、离子、原子团等)产生，使本来需要在高温下才能进行 的化学反应，在较低的温度下甚至在常温下就可以发生，从而达到在低温下也 能在基片上形成固体膜的目的。具体过程为通入适量的反应气体，在射频电源 和直流负偏压的诱导下，使气体等离子体化。等离子体中的某些中性产物有可 能同与之接触的固体表面发生进一步的反应，形成薄膜的同时向等离子体中释 放出新的反应产物。新的产物在电场的控制下形成规律性的运动，最终沉积在 基片上形成固态薄膜。

而由于在下级板通入了射频电压，因此下级板的各个表面附近都会产生等 离子体，会引起设备空间内的等离体子分布不均匀，从而会产生影响薄膜的质 量，制约成膜面积。

发明内容

本发明了提供了一种等离子体增强化学气相沉积设备及制膜方法，以解决 沉积类金刚石薄膜的工艺中，由于设备内部的等离子体分布不均匀导致的镀膜 质量差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种等离子体增强化学气相沉积设备， 包括：

反应腔体，内部设置有上极板和下级板；所述上极板和所述下级板对应设 置；

所述下级板包括沉积板和槽型机构，所述沉积板盖设于所述槽型机构的槽 型开口上，形成一容置空间，其中，所述槽型机构的外表面覆盖有由绝缘材料 形成的绝缘壁。

优选的，所述容置空间内设置有水冷槽，用于通入冷却液对所述沉积板进 行降温。

优选的，所述容置空间内设置有加热电阻，用于提升所述沉积板的温度。

优选的，所述容置空间内设置有温度检测计，用于实时监测所述所述容置 空间的温度。

优选的，所述沉积板上设置有样品台，用于放置基片。

优选的，所述反应腔体的腔壁上开设有反应气体入口。

优选的，所述反应腔体的腔壁上开设有抽气口，所述抽气口和抽真空装置 连接，用于使所述反应腔体中达到真空状态。

优选的，所述绝缘壁采用聚四氟乙烯或者聚全氟乙丙烯制备。

优选的，所述绝缘壁厚度为10-30mm。

本发明的技术方案还提供了一种制膜方法，所述方法应用于如上述技术方 案所述的一种等离子体增强化学气相沉积设备中，所述方法包括：

调节所述反应腔体内的温度调节为0℃～800℃；

对所述反应腔体抽真空处理后，充入混合气体；

将所述反应腔体的工作气压调为0.1Pa～10Pa，然后施加电压，使施加功率 范围处于50W～800W，产生等离子体，以制备薄膜。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种等离子体增强化学气相沉积设备及制膜方法，在本发明 的设备中，包括反应腔体，内部设置有上极板和下级板；将下级板划包括沉积 板和槽型机构，所述沉积板盖设于所述槽型机构的槽型开口上，形成一容置空 间。将槽型机构的外表面覆盖一层由绝缘材料形成的绝缘壁，只保留沉积板通 入射频电压产生等离子体进行镀膜，能够保证等离子体的均匀性和稳定性，使 得薄膜材料均匀地沉积在基片上，能够提高制膜质量。

进一步的，在下级板的内部还设置有水冷槽和加热电阻，能够联合调节下 级板的温度，实现基片沉积时所需要的温度，且为基片提供一个稳定的镀膜环 境，加快沉积速率，能够使得沉积薄膜均匀，制膜质量高。

另外，在下级板的内部还设置有温度检测计，实时监测所述下级板的温度， 实时反馈下级板的温度情况，保持下级板的温度的稳定性。

附图说明