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CN108559974A - 一种基于弧形电极结构的pecvd镀膜设备 - Google Patents

一种基于弧形电极结构的pecvd镀膜设备 Download PDF

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CN108559974A
CN108559974A CN201711415740.1A CN201711415740A CN108559974A CN 108559974 A CN108559974 A CN 108559974A CN 201711415740 A CN201711415740 A CN 201711415740A CN 108559974 A CN108559974 A CN 108559974A
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arc
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electrode
pecvd
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Application number
CN201711415740.1A
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赵琳
周晖
何延春
王艺
赵栋才
蒋钊
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Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Original Assignee
Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
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Publication date
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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    • C23C16/45512—Premixing before introduction in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明提供一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，包括放电负电极、正电极以及供气装置，所述放电负电极为1/4圆柱形薄片的弧形结构，且表面设有多个布气孔；所述正电极采用实心圆柱体结构，正、负电极采用共轴线放置，且负电极位于正电极外；所述负电极连接供气装置，卷绕基底材料处于正负电极中间，紧贴正电极，并跟随正电极以相同线速度卷绕；所述供气装置为三段独立布气系统，工作气体在三段独立布气系统处混合均匀后再通过弧形负电极上的进气孔送入由正、负电极之间的空间构成的PECVD镀膜室内。本发明采用弧形负电极，克服了PECVD镀膜设备容易划伤镀膜基底的缺陷；采用三段独立布气系统，将镀膜不均匀度从原来的15％降到10％以内。

Description

一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备
技术领域
本发明属于真空镀膜设备技术领域，具体涉及一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备。
背景技术
PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)制备薄膜方法的优点是能在低温下成膜，有效减少了加温成膜对基底的热损伤，并且有效抑制工作气体与基底材料间的反应，可在非耐热性基底材料上沉积薄膜；反应气体各向同性，因此可在多种复杂及不规则形状的基底表面沉积薄膜；沉积速度快，生产效率高，有利于科研成果的产业化推广。
现有的PECVD镀膜设备采用平行平板电极结构，工作气体在两个平板中间放电，反应生成所需成分的固态物质，沉积在基底材料表面，制备功能薄膜材料。平行平板电极结构的PECVD镀膜设备仅能开展小尺寸镀膜和对膜层均匀性要求不高的薄膜研制，而不能长时间卷绕镀膜，这是由于PECVD镀膜设备镀膜过程中平行平板电极会对基底材料造成一定程度的划伤；另外，平行平板镀膜结构的PECVD设备采用一段供气模式，制得薄膜的均匀性较差。
由此看来，目前平行平板电极结构的PECVD镀膜设备存在容易划伤基底表面、不能长时间卷绕镀膜、不能大尺寸镀膜、制得薄膜均匀性不满足使用要求等缺陷，因此目前需要一种新的结构，以满足PECVD镀膜设备制备高质量薄膜的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，该设备能够有效避免了对镀膜基底的划伤。
实施本发明的技术方案如下：
一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，包括放电负电极、正电极以及供气装置，所述放电负电极为1/4圆柱形薄片的弧形结构，且表面设有多个布气孔；所述正电极采用实心圆柱体结构，正、负电极采用共轴线放置，且负电极位于正电极外；所述负电极连接供气装置，卷绕基底材料处于正负电极中间，紧贴正电极，并跟随正电极以相同线速度卷绕；所述供气装置为三段独立布气系统，工作气体在三段独立布气系统处混合均匀后再通过弧形负电极上的进气孔送入由正、负电极之间的空间构成的PECVD镀膜室内。
进一步地，本发明所述弧形负电极的1/4圆柱的直径位于40cm～90cm范围内，正负电极之间距离位于25mm～35mm范围内。
进一步地，本发明所述三段独立布气系统配置有3个混气室，每个混气室连接2～4个气源，可以用2～4种工作气体反应制备薄膜，工作气体首先进入混气室混合均匀后，再通过弧形负电极上的布气孔送入PECVD镀膜室。
进一步地，本发明所述弧形负电极上设有7列布气孔，弧形负电极中间3列布气孔直径为0.6～0.8mm，左边2列和右边2列布气孔直径为0.9～1.1mm。
有效益处
本发明与现有技术相比，有如下优点：
1)本发明采用弧形负电极，放电正电极采用相应的圆柱体结构，卷绕基底材料跟随正电极以相同线速度卷绕，有效避免了固定的平行平板电极对镀膜基底的划伤。
2)本发明可以采用卷绕方式大面积镀膜，节省了镀膜批次之间暴露真空的时间，提高了生产效率，有利于科研成果的产业化推广。
3)本发明采用三段独立布气系统，在送入PECVD镀膜室前，反应气体已经混合均匀，并分为3份均匀送入镀膜室，和一段布气结构相比，保证了反应气体的均匀分布，大大改善制得薄膜的均匀性。
附图说明
图1为本发明弧形负电极和供气装置的结构示意图；
图2为弧形负电极布气孔示意图；
图3为薄膜在光学显微镜下的观察图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，是在传统平行平板电极结构的PECVD镀膜设备的基础上进行的改进，改进后的PECVD镀膜设备采用卷绕方式镀膜；如图1所示，包括放电负电极、正电极以及供气装置，其中所述放电负电极为1/4圆柱形薄片的弧形结构，且表面设有多个布气孔；所述正电极采用实心圆柱体结构，正、负电极采用共轴线放置，且负电极位于正电极外；所述负电极连接供气装置，卷绕基底材料处于正负电极中间，紧贴正电极，并跟随正电极以相同线速度卷绕；所述供气装置为三段独立布气系统，工作气体在三段独立布气系统处混合均匀后再通过弧形负电极上的布气孔送入由正、负电极之间的空间构成的PECVD镀膜室内。
本发明通过多次试验验证，较佳采用弧形负电极的1/4圆柱的直径位于40cm～90cm范围内，正负电极之间距离要满足在25mm～35mm范围内。
本发明通过多次试验验证，较佳采用的三段独立布气系统为：三段独立布气系统配置3个混气室，每个混气室连接2～4个气源，可以用2～4种工作气体反应制备薄膜，工作气体首先进入混气室，混合均匀后，再通过弧形负电极送入PECVD镀膜室。
同时，本实施例还对弧形负电极上的布气孔进行了设计，弧形负电极中间3列气孔直径为0.6～0.8mm，左边2列和右边2列气孔直径为0.9～1.1mm，相邻两列气孔之间距离为3cm～5cm。
实施例2：
如图1-2所示，本发明的一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，它是由弧形负电极、混气室、2～4路工作气体气路组成，其中弧形负电极上有均匀分布的布气孔。采用的技术解决方案中，1为弧形负电极、2为混气室、3为3路工作气体、4为负电极布气孔。
本发明PECVD镀膜试验设备，用于真空沉积薄膜材料，实施例以弧形电极圆直径70cm，弧形负电极中间3列气孔直径为0.8mm，左边2列和右边2列气孔直径为1.0mm为例来进行测验。
根据本发明制备了硅氧烷薄膜，制得的薄膜用光学显微镜观察，观察图如图3所示，未发现有划伤现象；对薄膜的均匀性进行测试，如表1所示，4个试样的不均匀度为4.9％。说明采用本发明的PECVD镀膜设备制得的薄膜不会产生划伤现象，有较好的均匀性。
表1
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，包括放电负电极、正电极以及供气装置，其特征在于，所述放电负电极为1/4圆柱形薄片的弧形结构，且表面设有多个布气孔；所述正电极采用实心圆柱体结构，正、负电极采用共轴线放置，且负电极位于正电极外；所述负电极连接供气装置，卷绕基底材料处于正负电极中间，紧贴正电极，并跟随正电极以相同线速度卷绕；所述供气装置为三段独立布气系统，工作气体在三段独立布气系统处混合均匀后再通过弧形负电极上的布气孔送入由正、负电极之间的空间构成的PECVD镀膜室内。
2.根据权利1所述的一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，其特征在于，所述弧形负电极的1/4圆柱的直径位于40cm～90cm范围内，正负电极之间距离位于25mm～35mm范围内。
3.根据权利1所述的一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，其特征在于，所述三段独立布气系统配置有3个混气室，每个混气室连接2～4个气源。
4.根据权利1所述的一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，其特征在于，所述弧形负电极上设有7列布气孔，中间3列布气孔直径为0.6～0.8mm，左边2列和右边2列布气孔直径为0.9～1.1mm。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58171564A (ja) * 1982-03-31 1983-10-08 Minolta Camera Co Ltd 容量結合型グロ−放電分解装置
CN1072734A (zh) * 1991-09-27 1993-06-02 美国Boc氧气集团有限公司 快速等离子处理的设备和方法
US20090025639A1 (en) * 2005-01-28 2009-01-29 Markus Reinhold Gas inlet element for a cvd reactor
CN102197159A (zh) * 2008-11-05 2011-09-21 株式会社爱发科 卷绕式真空处理装置
CN203360571U (zh) * 2013-05-23 2013-12-25 王奉瑾 梳状气体混合单元及梳状气体混合器
CN206089800U (zh) * 2016-07-26 2017-04-12 北京中科优唯科技有限公司 气盘

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58171564A (ja) * 1982-03-31 1983-10-08 Minolta Camera Co Ltd 容量結合型グロ−放電分解装置
CN1072734A (zh) * 1991-09-27 1993-06-02 美国Boc氧气集团有限公司 快速等离子处理的设备和方法
US20090025639A1 (en) * 2005-01-28 2009-01-29 Markus Reinhold Gas inlet element for a cvd reactor
CN102197159A (zh) * 2008-11-05 2011-09-21 株式会社爱发科 卷绕式真空处理装置
CN203360571U (zh) * 2013-05-23 2013-12-25 王奉瑾 梳状气体混合单元及梳状气体混合器
CN206089800U (zh) * 2016-07-26 2017-04-12 北京中科优唯科技有限公司 气盘

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