[实用新型]平板电极结构和等离子体沉积设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及等离子处理设备领域，特别涉及一种平板电极结构和应用了该种平板电极结构的等离子体沉积设备。

背景技术

化学气相沉积(Chemical vapor deposition，CVD)，是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术，常用于制造薄膜(如多晶硅、非晶硅、氧化硅等)。

化学反应的本质是原子或原子团的重新组合，为使重新组合得以进行，必须提供反应所需的活化能，一些需要较大活化能的反应在技术上很难实现。但是，在等离子体中，物质由气态变为等离子态，富集了电子、离子、激发态原子、分子及自由基，它们是极活泼的反应性物种，许多难以进行的反应体系在等离子体条件下变得易于进行。人们在化学合成、薄膜制备、表面处理和精细化学加工等领域，在原有工艺技术基础上，有效地引入等离子体，促进一系列革新和巨大的技术进步。

PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)，中文名称为等离子体增强化学气相沉积法，是借助于辉光放电等方法产生等离子体，使含有薄膜组成的气态物质发生化学反应，从而实现薄膜材料生长的一种新的制备技术。通过反应气体放电，有效地利用了非平衡等离子体的反应特征，从根本上改变了反应体系的能量供给方式。

在等离子体增强化学气相沉积法所应用到的等离子体处理设备中，常用到平板电极作为沉积设备。而对于应用了平板电极的等离子体增强化学气相沉积法而言，最常见的问题在于沉积的均匀性。

由于在传统的等离子体处理设备中，常常将衬底置于平板电极之间，采用从平板电极的一侧进气，另一侧排气的方式送入气体，使得气体在电极作用下形成等离子体，并沉积在衬底的表面上。然而，由于平板电极和衬底的阻挡作用，常常导致到达平板电极中央的气体相对于位于边缘的气体更稀薄。这将使得衬底表面薄膜的沉积厚度较边缘的要薄。

由于衬底沉积薄膜的厚度均匀性是考量薄膜质量的重要指标，因此如何获得厚度均一的等离子体沉积薄膜，是函待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种平板电极结构和应用了该种平板电极结构的等离子体沉积设备，能够改善等离子体沉积薄膜的厚度均匀性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种平板电极结构，用于等离子体沉积设备，包括：

至少一个阴极和一个阳极，且这些阴极和阳极之间依次交替设置；

还包括电极支架，用于支撑阴极和阳极；

其中，至少有一个阳极内形成有第一送气通道，且在阳极朝向阴极的一面的中部开有第一出气口，在阳极的边缘开有第一进气口；

气体从第一进气口进入第一送气通道，从第一出气口排出，形成等离子体。

此外，本实用新型还提供了一种等离子体沉积设备，包括前述的平板电极结构；等离子体设备还包括：

气源，用于供应气体；

第一进气通道，与气源连接，从平板电极结构的一侧向着阴极和阳极之间送气；

第二进气通道，与气源和第一进气口相连接，用于向第一送气通道内送气。

本实用新型在平板电极结构的阳极内形成有第一送气通道，通过第一送气通道从第一出气口处送出气体。相对于现有技术而言，由于在平板电极结构的中央部位通过第一出气口得到了气体补充，因此能够克服位于平板电极结构中部的气体稀薄的问题，进而使得薄膜的沉积厚度均匀化。

作为优选，第一出气口包括：若干个第一出气孔，且这些第一出气孔呈阵列分布。呈阵列分布的多个出气孔相比于单一的大出气口而言，可以减少在电极表面开孔对电场强度的影响，提高平板电极结构的稳定性。

进一步地，作为优选，在阳极中，至少有一个阳极位于两个阴极之间，且这些位于两个阴极之间的阳极的朝向阴极的两面都开有第一出气口；

其中，位于同一个阳极上不同的两个面上的第一出气孔之间相互交错设置。在同一个阳极上不同的两个面上的第一出气孔之间相互交错设置，可以使得同时从两个面的出气孔排出的气体更加均匀。

另外，作为优选，至少有一个阴极内形成有第二送气通道，且在阴极朝向阳极的一面的中部开有第二出气口，在阴极的边缘开有第二进气口。当需要把衬底置于阴极和阳极之间并两面同时沉积时，在阴极内也开有第二送气通道，可以使得衬底两面的薄膜沉积厚度都均匀化，提高衬底效果。

当然，作为优选，第二出气口也可以包括：若干个第二出气孔，且这些第二出气孔呈阵列分布。同样可以减少在电极表面开孔对电场强度的影响，提高平板电极结构的稳定性。