[实用新型]一种等离子体原子层沉积的反应装置

说明书

本实用新型属于薄膜材料真空制备领域，具体涉及一种等离子体原子层沉积的反应装置，包括反应腔体，所述反应腔体内设置有载具，所述载具为至少一组平行排列的平板，平板间隔连接并引出反应腔体外，分别接等离子电源的两极，加热炉管环绕反应腔体设置，所述反应腔体的一端设置有出气端，出气端与真空泵连接；所述反应腔体还设置有至少一个进气端、端部进气口以及中部进气口，所述进气端与端部进气口、中部进气口连接，所述进气端向外与气源连接。本实用新型通过中间进气口的设计，优化腔体内部气流均匀性，从而进一步提升所镀薄膜的片间厚度均匀性。

技术领域

本实用新型属于薄膜材料真空制备领域，具体涉及一种等离子体原子层沉积的反应装置。

背景技术

等离子体增强原子层沉积(PEALD)真空镀膜技术已经广泛应用于半导体及光伏领域，可沉积多种半导体或金属薄膜，并精确控制薄膜到亚纳米级别。等离子体电源的使用使得PEA LD技术所沉积的薄膜具有多变的材料性能，可用于各种场合。目前，PEALD设备仅限于小尺寸设备，一次仅能处理1片或若干片硅片，限制了产能提高了制备成本。

现有申请号为201810116519.4的名为一种真空反应装置及反应方法的发明专利，其公开了一种真空反应装置的反应腔，所述反应腔外设有加热器；反应腔内放置载具，载具上放置待镀膜物体，所述载具导电并与反应腔内的其他部分绝缘；所述载具为至少一组平行排列的平板，两相邻的平板分别接等离子体电源的两极；所述反应腔一端设出气端，出气端连真空泵，另一端设进气端，进气端连接气源。该申请仍然存在由于腔体内部气流均匀性不足，进而导致所镀薄膜的片间厚度均匀性不足的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种新的等离子体原子层沉积的反应装置，通过对反应装置的各零件位置进行优化，从而可以同时处理大批量硅片，所述硅片均具有较好的片间厚度均匀性。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种等离子体原子层沉积的反应装置，包括反应腔体，所述反应腔体内设置有载具，所述载具为至少一组平行排列的平板，平板间隔连接并引出反应腔体外，分别接等离子电源的两极，加热炉管环绕反应腔体设置，所述反应腔体的一端设置有出气端，出气端与真空泵连接；所述反应腔体还设置有至少一个进气端、端部进气口以及中部进气口，所述进气端与端部进气口、中部进气口连接，所述进气端向外与气源连接。

其中，所述端部进气口设置于远离出气端的反应腔体一端。

其中，所述端部进气口的气体流向与反应腔体的长度方向平行。

其中，所述中部进气口设置于反应腔体的出气端与端部进气口之间。

其中，所述中部进气口的气体传输方向与载具所在平面平行。

其中，所述中部进气口为管道式或板式。

其中，所述出气端的真空泵与反应腔体之间设置有极速排气阀门。

其中，所述气源包括化学源，载气以及至少两种反应气体，所述反应腔体的进气端与化学源之间设有第一阀门；化学源与载气之间设有第二阀门；反应腔体的进气端与载气之间设有第三阀门；反应腔体的进气端与不同反应气体之间分别设置有阀门。

有益效果

(1)本实用新型中采用绝缘的管式炉体和可承载大批量硅片的载具，可使载具上这些硅片一次同时处理，同时保持所镀薄膜的片内，片间，批间具有较高的厚度均匀性，通过中间进气口的设计，优化腔体内部气流均匀性，从而进一步提升所镀薄膜的片间厚度均匀性。

(2)本实用新型采用极速排气阀门，控制等离子体起辉时间断内的腔体气压，能进一步控制腔体内等离子体的浓度，从而控制薄膜的沉积速率于成膜质量。在吹扫以及非等离子体起辉时间内完全打开可调阀门，能进一步节省相应的吹扫和进气时间，进一步灵活提升产能。