一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及化學(xué)氣相沉積【技術(shù)領(lǐng)域】，本發(fā)明提供了一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置，包括供氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、真空反應(yīng)室、支架、噴氣系統(tǒng)、激振器、沉積臺和電控裝置。本發(fā)明采用排氣系統(tǒng)可對真空腔抽真空，在連接射頻電源RF正極的噴射板、連接負(fù)極的載物板之間形成射頻電場，供氣系統(tǒng)提供惰性氣體和反應(yīng)氣體，噴氣系統(tǒng)噴出的反應(yīng)氣體在射頻電場作用下輝光放電產(chǎn)生大量電子，經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)在收集片表面沉積出薄膜，調(diào)節(jié)加熱片加熱功率、激振器振動頻率、射頻電源RF功率、噴射板與載物板間距，通過調(diào)整參數(shù)沉積出更優(yōu)質(zhì)量的薄膜。
【專利說明】一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)氣相沉積【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種耦合高頻振動的微型等離子增 強化學(xué)氣相沉積裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 等離子增強化學(xué)氣相沉積法是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電 離，在局部形成等離子體，等離子體化學(xué)活性很強，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在基片上沉積出 所期望的薄膜，具有沉積溫度低、沉積速率快。但由于其沉積的薄膜內(nèi)部含有較大的殘余應(yīng) 力，使得薄膜在沉積過程中直接產(chǎn)生裂紋，無法沉積出滿意厚度的薄膜。
[0003] 目前等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置價格較為昂貴，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)固定緊湊不能進(jìn)行 一些必要的改裝，沉積薄膜的可調(diào)參數(shù)較少、可調(diào)節(jié)范圍大，由于沉積參數(shù)間隔大往往難以 找出最佳沉積點，利用改變沉積參數(shù)來沉積出質(zhì)量優(yōu)良的薄膜往往比較困難，并且設(shè)備巨 大、價格高昂，由于實驗用設(shè)備所沉積薄膜面積較小，大的腔體造成沉積薄膜所需材料浪 費，并且實現(xiàn)真空沉積環(huán)境需花費過多抽真空時間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相 沉積裝置，采用高頻振動對所沉積薄膜殘余應(yīng)力在沉積過程中進(jìn)行消除，調(diào)節(jié)沉積時射頻 電源RF功率大小、噴射板位置與收集片間距、收集片溫度、收集片振動頻率等參數(shù)使收集 片上沉積出質(zhì)量優(yōu)良的薄膜。該設(shè)備具有在量程范圍內(nèi)任意對沉積參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，同時采 用高頻振動對薄膜殘余應(yīng)力進(jìn)行消除，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)性好，適合研究沉積參數(shù)與薄膜 質(zhì)量關(guān)系。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種耦合高頻振動的微型等離 子增強化學(xué)氣相沉積裝置，包括供氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、真空反應(yīng)室、支架、噴氣系統(tǒng)、激振器、 沉積臺和電控裝置，所述支架固定設(shè)置在真空反應(yīng)室內(nèi)，所述激振器設(shè)置在支架底部，所述 沉積臺位于支架上，所述激振器輸出桿與沉積臺固定連接，用于產(chǎn)生高頻振動能量傳遞給 沉積臺，所述噴氣系統(tǒng)設(shè)置在沉積臺上方，且所述噴氣系統(tǒng)通過升降臺可相對所述支架上 下移動，所述噴氣系統(tǒng)的噴嘴相對于所述沉積臺，所述供氣系統(tǒng)分別為真空反應(yīng)室以及噴 氣系統(tǒng)提供惰性氣體和反應(yīng)氣體，所述排氣系統(tǒng)與真空反應(yīng)室相通，用于為真空反應(yīng)室抽 真空，所述激振器、供氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)均與電控裝置電性連接，所述電控裝置還包括射頻 電源RF，所述噴氣系統(tǒng)和沉積臺分別與射頻電源RF的正極和負(fù)極連接。
[0006] 進(jìn)一步的，所述真空反應(yīng)室由腔壁、上蓋和下蓋密封形成，所述腔壁為圓筒形腔 壁，所述上蓋和下蓋分別罩設(shè)在圓筒形腔壁的上端和下端，且上蓋和下蓋均與圓筒形腔壁 密封連接，所述圓筒形腔壁的外壁上開設(shè)有石英窗，透過該石英窗可以觀測到腔壁內(nèi)部。
[0007] 進(jìn)一步的，所述供氣系統(tǒng)包括氣體發(fā)生裝置、第一進(jìn)氣管、惰性氣體閥、第二進(jìn)氣 管和反應(yīng)氣體閥，所述惰性氣體閥安裝在第一進(jìn)氣管中段，所述第一進(jìn)氣管一端與氣體發(fā) 生裝置連通，第一進(jìn)氣管另一端穿過所述上蓋與真空反應(yīng)室內(nèi)連通，所述反應(yīng)氣體閥安裝 在第二進(jìn)氣管中段，所述第二進(jìn)氣管一端與氣體發(fā)生裝置連通，所述第二進(jìn)氣管另一端與 噴氣系統(tǒng)連通，為噴氣系統(tǒng)提供反應(yīng)氣體。
[0008] 更進(jìn)一步的，所述噴氣系統(tǒng)包括連接桿、門型連接架和噴氣板，所述噴氣板包括連 接板、中板和噴射板，所述連接桿頂部穿過上蓋并可相對該上蓋上下移動，所述連接桿底部 與□型連接架頂部焊接固定，所述□型連接架兩腳底部與所述連接板頂部焊接固定，所述 連接板底面四周通過絕緣層與中板頂面四周連接，所述中板底面四周通過絕緣層與噴射板 頂面四周連接，所述連接板和中板之間的空間為上腔、所述中板和噴射板之間的空間為下 腔，所述連接板上設(shè)有進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口與第一進(jìn)氣管連通，所述中板上均勻設(shè)有氣流孔， 所述噴射板上均勻設(shè)有氣流噴射孔，所述噴射板與射頻電源RF的正極連接。上腔對進(jìn)氣口 送來的反應(yīng)氣體預(yù)分布，預(yù)分布后氣體經(jīng)氣流孔進(jìn)入下腔，進(jìn)一步對反應(yīng)氣體進(jìn)行分布，反 應(yīng)氣體經(jīng)氣流噴射孔均勻噴向沉積臺，采用絕緣層使得接射頻電源RF正電極的噴射板與 其它部位絕緣。
[0009] 更進(jìn)一步的，所述升降臺包括下連接板、上連接板、滑塊、滑軌、絲桿、第二連接桿 和滾輪，所述滑軌為兩根并列的滑軌，所述上連接板和下連接板分別連接在兩根并列的滑 軌的上下兩端，所述下連接板與上蓋的上表面固定連接，所述滑塊與兩根并列的滑軌滑動 配合，所述滑塊上端與絲桿連接，絲桿上端穿出所述上連接板中心孔，且所述絲桿與上連接 板螺紋配合連接，所述滑塊下端與連接桿連接，所述下連接桿下端穿出所述下連接板中心 孔，所述上蓋還開設(shè)有供第二連接桿穿過的通孔，所述第二連接桿下端與連接桿固定連接， 所述絲桿頂部連接滾輪的中心轉(zhuǎn)軸，由滾輪的轉(zhuǎn)動帶動絲桿的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而推動滑塊沿軌道 滑動，而連接在滑塊下的連接桿相應(yīng)地上下運動。
[0010] 進(jìn)一步的，所述沉積臺包括載物板和U型熱板，所述載物板設(shè)置在U型熱板上，該 載物板底面和U型熱板內(nèi)表面圍成一通氣腔，所述通氣腔內(nèi)的U型熱板的底面均勻設(shè)有多 個加熱片，所述通氣腔內(nèi)的載物板上均勻設(shè)有多個熱傳感器，所述U型熱板的底面還開設(shè) 有多個通氣孔，所述載物板上還設(shè)有收集片，所述U型熱板外底面中部連接有一根支撐桿， 所述支撐桿與所述激振器輸出桿固定連接，激振器產(chǎn)生高頻振動能量通過輸出桿及支撐桿 傳遞給沉積臺。將加熱片設(shè)置在通氣腔內(nèi)的U型熱板的U型槽底的內(nèi)表面，使得加熱片的 受熱變形不影響載物板的形狀，U型熱板的U型槽底貫穿開設(shè)有多個通氣孔，避免通氣腔受 熱體積變化影響載物板形狀，受熱時通氣腔由通氣孔與真空反應(yīng)室進(jìn)行氣體交換，熱傳感 器貼附于載物板下表面實時測量載物板溫度并將參數(shù)傳送給電控裝置，收集片置于載物板 上表面，在壓緊塊壓緊力下緊貼載物板，防止在沉積臺振動過程中收集片位置變動。
[0011] 更進(jìn)一步的，所述收集片四周通過L型壓緊塊緊壓在載物板上。
[0012] 更進(jìn)一步的，所述U型熱板和載物板均為圓形。
[0013] 進(jìn)一步的，所述支架包括底座、固定板、第一固定架、第一圓形滑塊、第一絕熱層、 第二固定架、第二圓形滑塊和第二絕熱層，所述底座設(shè)置在下蓋上，所述固定板設(shè)置在底座 上，所述激振器固定設(shè)置在固定板上，所述第一固定架底部與固定板固定連接，所述第一固 定架頂部與第一圓形滑塊連接，所述第一絕熱層與設(shè)置在第一圓形滑塊上，所述第二固定 架底部與第一絕熱層固定連接，所述第二固定架頂部與第二絕熱層固定連接，所述第二圓 形滑塊設(shè)置在第二絕熱層上。
[0014] 更進(jìn)一步的，固定板和底座之間還通過兩個減震器連接，起到減震效果。
[0015] 更進(jìn)一步的，所述底座中軸上嵌入一柱形濾網(wǎng)。
[0016] 更進(jìn)一步的，所述排氣系統(tǒng)包括輸出管、排氣閥和抽氣裝置，所述輸出管一端與下 蓋相連通，另一端與抽氣裝置連通，所述排氣閥設(shè)置在輸出管上，所述輸出管穿過該下蓋并 與柱形濾網(wǎng)固定連接。
[0017] 本發(fā)明通過采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點： 本發(fā)明采用排氣系統(tǒng)可對真空腔抽真空，在連接射頻電源RF正極的噴射板、連接負(fù) 極的載物板之間形成射頻電場，供氣系統(tǒng)提供惰性氣體和反應(yīng)氣體，噴氣系統(tǒng)噴出的反應(yīng) 氣體在射頻電場作用下輝光放電產(chǎn)生大量電子，經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)在收集片表面沉積出薄 膜，調(diào)節(jié)加熱片加熱功率、激振器振動頻率、射頻電源RF功率、噴射板與載物板間距，通過 調(diào)整參數(shù)沉積出更優(yōu)質(zhì)量的薄膜。本發(fā)明具有在量程范圍內(nèi)任意對沉積參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，同 時采用高頻振動對薄膜殘余應(yīng)力進(jìn)行消除，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)性好，適合研究沉積參數(shù)與 薄膜質(zhì)量關(guān)系。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的實施例的剖視圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明的實施例升降臺A的剖視圖。
[0020] 圖3是本發(fā)明的實施例噴氣系統(tǒng)剖視圖。
[0021] 圖4是本發(fā)明的實施例沉積臺剖視圖。
[0022] 圖5是本發(fā)明的實施例固定架32的俯視圖。
[0023] 圖6是本發(fā)明的實施例固定架32的側(cè)視圖。
[0024] [符號說明] 1、氣體發(fā)生裝置，2、惰性氣體閥，3、反應(yīng)氣體閥，4、第二進(jìn)氣管，5、第一進(jìn)氣管，6、連 接桿，105、下連接板，101、滾輪，107、絲杠，106、連接桿，102、上連接板，103、滑塊，104、滑 軌，7、第一預(yù)留管路，8、壓力計，9、上蓋，10、連接架，11、腔壁，12、觀察口，13、石英窗，14、輸 出桿，15、激振器，16、減振器，17、下蓋，18、線路，19、顯示器，20、排氣閥，21、輸出管，22、抽 氣裝置，23、第二預(yù)留管路，24、柱形濾網(wǎng)，25、底座，26、固定板，27、第一固定架，28、第一圓 形滑塊，29、第一絕熱層，30、沉積臺，31、噴氣板，32、第二固定架，33、第二絕熱層，34、第二 圓形滑塊，35、真空反應(yīng)室，201、進(jìn)氣口，202、連接板，203、絕緣層，204、中板，205、絕緣層， 206、噴射板，207、氣流噴射孔，208、下腔，209、氣流孔a，210、上腔，301、收集片，302、壓緊 塊，303、載物板，304、通氣腔，305、熱板，306、支撐桿，307、加熱片，308、通氣孔，309、熱傳感 器，A、升降臺。

【具體實施方式】
[0025] 現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0026] 作為一個具體的實施例，如圖1至圖6所示，本發(fā)明的一種耦合高頻振動的微型等 離子增強化學(xué)氣相沉積裝置，包括供氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、真空反應(yīng)室、支架、噴氣系統(tǒng)、激振 器、沉積臺30和電控裝置19,所述真空反應(yīng)室35由腔壁11、上蓋9和下蓋17密封形成，所 述腔壁11為圓筒形腔壁11，采用圓筒形腔壁11其內(nèi)部真空時，其腔壁的受力是均勻的，所 述上蓋9和下蓋17分別罩設(shè)在圓筒形腔壁11的上端和下端，且上蓋9和下蓋17均與圓筒 形腔壁11密封連接，所述圓筒形腔壁11的外壁上開設(shè)有石英窗13,透過該石英窗13可以 觀測到腔壁11內(nèi)部，所述石英窗13可以在圓筒形腔壁11側(cè)面開設(shè)多個開口，然后在開口 上蒙設(shè)一石英玻璃即可。
[0027] 所述支架固定設(shè)置在真空反應(yīng)室35內(nèi)，所述支架包括底座25、固定板26、第一固 定架27、第一圓形滑塊28、第一絕熱層29、第二固定架32、第二圓形滑塊34和第二絕熱層 33,所述底座25設(shè)置在下蓋17上，該底座25為圓形底座25,所述底座25底部緊緊貼設(shè)在 下蓋17上表面，所述底座25中軸開設(shè)一中心孔，中心孔內(nèi)嵌入一柱形濾網(wǎng)24。
[0028] 所述固定板26為圓形固定板26,圓形固定板26受力均勻，設(shè)置在底座25上，固定 板26和底座25之間還通過兩個減震器16連接，減振器16將激振器16產(chǎn)生的振動進(jìn)行衰 減，起到減震效果。所述第一固定架27為圓筒形固定架27,為了實現(xiàn)對第一固定架27內(nèi)的 反應(yīng)情況的觀察，在所述固定架27側(cè)面相對于石英窗13的位置開設(shè)觀察口 12,透過石英窗 13和觀察口 12可以觀察到沉積臺上的反應(yīng)情況。
[0029] 其第一固定架27底部與固定板26圓周相匹配，并通過螺栓、螺母相固定連接，所 述第一固定架27頂部與第一圓形滑塊28連接，所述第一絕熱層29與設(shè)置在第一圓形滑塊 28上，所述第二固定架32底部與第一絕熱層29固定連接，所述第二固定架32頂部與第二 絕熱層33固定連接，所述第二圓形滑塊34設(shè)置在第二絕熱層33上。
[0030] 所述激振器15固定設(shè)置在固定板26上，所述激振器15設(shè)置在支架底部，所述沉 積臺30位于支架上，所述激振器15輸出桿14與沉積臺30固定連接，用于產(chǎn)生高頻振動能 量傳遞給沉積臺30,所述噴氣系統(tǒng)設(shè)置在沉積臺30上方，且所述噴氣系統(tǒng)通過升降臺A可 相對所述支架上下移動，所述噴氣系統(tǒng)的噴嘴相對于所述沉積臺30,所述供氣系統(tǒng)分別為 真空反應(yīng)室35以及噴氣系統(tǒng)提供惰性氣體和反應(yīng)氣體，所述排氣系統(tǒng)與真空反應(yīng)室35相 通，用于為真空反應(yīng)室35抽真空，所述激振器15、供氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)均與電控裝置電性 連接，所述電控裝置19還包括射頻電源RF，所述噴氣系統(tǒng)和沉積臺30分別與射頻電源RF 的正極和負(fù)極連接。
[0031] 所述供氣系統(tǒng)包括氣體發(fā)生裝置1、第一進(jìn)氣管5、惰性氣體閥2、第二進(jìn)氣管4和 反應(yīng)氣體閥3,所述惰性氣體閥2安裝在第一進(jìn)氣管5中段，所述第一進(jìn)氣管5 -端與氣體 發(fā)生裝置連通，第一進(jìn)氣管5另一端穿過所述上蓋9與真空反應(yīng)室35內(nèi)連通，所述反應(yīng)氣 體閥3安裝在第二進(jìn)氣管4中段，所述第二進(jìn)氣管4 一端與氣體發(fā)生裝置連通，所述第二進(jìn) 氣管4另一端與噴氣系統(tǒng)連通，為噴氣系統(tǒng)提供反應(yīng)氣體。
[0032] 所述排氣系統(tǒng)包括輸出管21、排氣閥20和抽氣裝置22,所述輸出管21 -端與下 蓋17相連通，另一端與抽氣裝置22連通，所述排氣閥20設(shè)置在輸出管21上，所述輸出管 21穿過該下蓋17并與柱形濾網(wǎng)24固定連接。
[0033] 所述噴氣系統(tǒng)包括連接桿6、門型連接架10和噴氣板31，所述噴氣板31包括連接 板202、中板204和噴射板206,所述連接桿6頂部穿過上蓋9并與升降臺A連接，所述連接 桿6在升降臺A的作用下可相對該上蓋9上下移動，具體參考圖2所示，所述升降臺A包括 下連接板105、上連接板102、滑塊103、滑軌104、絲桿107、連接桿106和滾輪101，所述滑 軌104為兩根并列的滑軌104,所述上連接板102和下連接板105分別連接在兩根并列的 滑軌104的上下兩端，所述下連接板105與上蓋9的上表面固定連接，所述滑塊103與兩根 并列的滑軌104滑動配合，所述滑塊103上端與絲桿107連接，絲桿107上端穿出所述上連 接板102中心孔，且所述絲桿107與上連接板102螺紋配合連接，所述滑塊103下端與連接 桿106連接，所述下連接桿106下端穿出所述下連接板105中心孔，所述上蓋還開設(shè)有供連 接桿106穿過的通孔，所述連接桿106下端與連接桿6固定連接，所述絲桿107頂部連接滾 輪101的中心轉(zhuǎn)軸，由滾輪101的轉(zhuǎn)動帶動絲桿107的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而推動滑塊103沿軌道104 滑動，而連接在滑塊103下的連接桿106相應(yīng)地上下運動，所述連接桿6底部與門型連接架 10頂部焊接固定，所述門型連接架10兩腳底部與所述連接板202頂部焊接固定，所述連接 板202底面四周通過絕緣層203與中板204頂面四周連接，所述中板204底面四周通過絕 緣層205與噴射板206頂面四周連接，所述連接板202和中板204之間的空間為上腔210、 所述中板204和噴射板206之間的空間為下腔208,所述連接板202上設(shè)有進(jìn)氣口 201，該 進(jìn)氣口 201與第一進(jìn)氣管5連通，壓力計8測量端與真空反應(yīng)室35相通，所述中板204上 均勻設(shè)有氣流孔209,所述噴射板206上均勻設(shè)有氣流噴射孔207,所述噴射板206與射頻 電源RF的正極連接。上腔210對進(jìn)氣口 201送來的反應(yīng)氣體預(yù)分布，預(yù)分布后氣體經(jīng)氣流 孔209進(jìn)入下腔208,進(jìn)一步對反應(yīng)氣體進(jìn)行分布，反應(yīng)氣體經(jīng)氣流噴射孔207均勻噴向沉 積臺30,采用絕緣層使得接射頻電源RF正電極的噴射板206與其它部位絕緣。
[0034] 本實施例中，所述沉積臺30包括載物板303和U型熱板305,所述U型熱板305和 載物板303均為圓形。所述載物板303設(shè)置在U型熱板305上，且載物板303和U型熱板 305均良好連接射頻電源RF負(fù)極，該載物板303底面和U型熱板305內(nèi)表面圍成一通氣腔 304,所述通氣腔304內(nèi)的U型熱板305的底面均勻設(shè)有多個加熱片307,所述通氣腔304內(nèi) 的載物板303上均勻設(shè)有多個熱傳感器309,所述U型熱板305的底面還開設(shè)有多個通氣 孔308,具體地是U型熱板305的U型槽底貫穿開設(shè)有多個通氣孔308,避免通氣腔304受 熱體積變化影響載物板303形狀，受熱時通氣腔304由通氣孔308與真空反應(yīng)室35進(jìn)行氣 體交換。所述載物板303上還設(shè)有收集片301，所述U型熱板305外底面中部連接有一根支 撐桿306,所述支撐桿306與所述激振器15輸出桿14固定連接，第一圓形滑塊28、第二圓 形滑塊34分別保證支撐桿306、連接架10在運動過程中的直線性，以保證沉積臺30和噴氣 板31位置上下對應(yīng)。
[0035] 將加熱片307設(shè)置在通氣腔304內(nèi)的U型熱板305的U型槽底的內(nèi)表面，使得加 熱片307的受熱變形不影響載物板303的形狀，熱傳感器309貼附于載物板303下表面實 時測量載物板303溫度并將參數(shù)傳送給電控裝置19,收集片301置于載物板303上表面， 所述收集片301四周通過L型壓緊塊302緊壓在載物板303上，在壓緊塊302壓緊力下緊 貼載物板303,防止在沉積臺30振動過程中收集片301位置變動。所述電控裝置19包括 一殼體，以及設(shè)置在殼體上的顯示器和操控面板，射頻電源RF和控制電路均設(shè)置在殼體內(nèi) 部，所述顯示器、操控面板、熱傳感器309、加熱片307、抽氣裝置22、激振器15均與該控制電 路電性連接。激振器15產(chǎn)生高頻振動能量通過輸出桿14及支撐桿306傳遞給沉積臺30。 激振器15產(chǎn)生的高頻振動經(jīng)輸出桿14、支撐桿306傳給緊貼于載物板303的收集片301，使 得收集片301收集薄膜時產(chǎn)生高頻振動，將振動能量傳給沉積薄膜；射頻電源RF正極連接 噴射板206,負(fù)極連接載物板303,工作時噴射板206、載物臺303之間形成射頻電場；射頻 電場使得噴射板206氣流噴射孔207噴出的反應(yīng)氣體發(fā)生輝光放電，在輝光放電區(qū)域產(chǎn)生 大量電子，經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)在高頻振動的收集片301表面沉積薄膜；旋動升降臺A的滾輪 101，與連接板102螺紋配合的絲杠107轉(zhuǎn)動帶動滑塊103沿滑軌104移動，使得與滑塊103 相固定連接的連接桿6、連接架10、噴氣系統(tǒng)上下移動，對噴氣系統(tǒng)、沉積臺30之間距離調(diào) 節(jié)；第二絕熱層33、第一絕熱層29對加熱片307產(chǎn)生的熱進(jìn)行絕緣，防止過熱影響上蓋9、 下蓋17與腔壁11連接的密封性，及對激振器15工作性能產(chǎn)生影響，柱形濾網(wǎng)24置于輸出 管21端口以對排出的殘余氣體內(nèi)固體顆粒過濾；調(diào)節(jié)加熱片307加熱功率改變收集片301 收集溫度，熱傳感器309測量載物板303溫度參數(shù)并通過電控裝置19的顯示器顯示。
[0036] 為了更好地對本發(fā)明進(jìn)行后期拓展，本實施例還設(shè)有第一預(yù)留管路7、第二預(yù)留管 路23,其上均設(shè)有閥門。
[0037] 本發(fā)明的工作原理為：作時，先對真空腔35抽真空，關(guān)閉混合氣體閥3、第一預(yù)留 管路7、第二預(yù)留管路23閥門，打開惰性氣體閥2、排氣閥20、排氣系統(tǒng)22,對真空腔35內(nèi) 的殘余氣體排放同時對真空腔35用惰性氣體填充10分鐘，關(guān)閉惰性氣體閥2,真空腔35真 空度通過壓力計8觀察，待達(dá)到要求真空值時，激振器15激振、加熱片307加熱，待激振器 15達(dá)到所需的激振頻率、收集片301達(dá)到反應(yīng)所需溫度，打開混合氣體閥3對真空腔35充 反應(yīng)氣體，反應(yīng)氣體經(jīng)噴氣系統(tǒng)31進(jìn)氣口 201、上腔210、氣流孔a 209、下腔208、氣流孔b 207均勻噴出，打開射頻電源RF并旋轉(zhuǎn)滾輪101調(diào)節(jié)噴射板206位置，均勻噴出的反應(yīng)氣 體在射頻電場作用下輝光放電產(chǎn)生大量電子，經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)在高溫、振動的收集片301 表面沉積出薄膜，透過石英窗13、觀察口 12對真空腔35內(nèi)反應(yīng)情況觀察，調(diào)節(jié)射頻電源RF 功率大小、噴射板206位置、加熱片307加熱功率、激振器15激振頻率等參數(shù)使收集片301 上沉積出質(zhì)量更佳的薄膜，沉積完成后，關(guān)閉激振器15電源、關(guān)閉射頻電源RF、關(guān)閉混合氣 體閥3、打開惰性氣體閥2,真空腔35內(nèi)殘余反應(yīng)氣體經(jīng)柱形濾網(wǎng)24后固體顆粒被殘留在 柱形濾網(wǎng)24、氣體被排出，直到真空腔內(nèi)壓力達(dá)到與外界氣壓一致時，關(guān)閉排氣系統(tǒng)22,待 加熱片307冷卻至室溫，打開上蓋取出收集片301，在收集片301表面獲得沉積薄膜。
[0038] 盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明 白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對 本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于：包括供氣系 統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、真空反應(yīng)室、支架、噴氣系統(tǒng)、激振器、沉積臺和電控裝置，所述支架固定設(shè)置 在真空反應(yīng)室內(nèi)，所述激振器設(shè)置在支架底部，所述沉積臺位于支架上，所述激振器輸出桿 與沉積臺固定連接，用于產(chǎn)生高頻振動能量傳遞給沉積臺，所述噴氣系統(tǒng)設(shè)置在沉積臺上 方，且所述噴氣系統(tǒng)通過升降臺可相對所述支架上下移動，所述噴氣系統(tǒng)的噴嘴相對于所 述沉積臺，所述供氣系統(tǒng)分別為真空反應(yīng)室以及噴氣系統(tǒng)提供惰性氣體和反應(yīng)氣體，所述 排氣系統(tǒng)與真空反應(yīng)室相通，用于為真空反應(yīng)室抽真空，所述激振器、供氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng) 均與電控裝置電性連接，所述電控裝置還包括射頻電源RF，所述噴氣系統(tǒng)和沉積臺分別與 射頻電源RF的正極和負(fù)極連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置，其 特征在于：所述真空反應(yīng)室由腔壁、上蓋和下蓋密封形成，所述腔壁為圓筒形腔壁，所述上 蓋和下蓋分別罩設(shè)在圓筒形腔壁的上端和下端，且上蓋和下蓋均與圓筒形腔壁密封連接， 所述圓筒形腔壁的外壁上開設(shè)有石英窗，透過該石英窗可以觀測到腔壁內(nèi)部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置，其 特征在于：所述供氣系統(tǒng)包括氣體發(fā)生裝置、第一進(jìn)氣管、惰性氣體閥、第二進(jìn)氣管和反應(yīng) 氣體閥，所述惰性氣體閥安裝在第一進(jìn)氣管中段，所述第一進(jìn)氣管一端與氣體發(fā)生裝置連 通，第一進(jìn)氣管另一端穿過所述上蓋與真空反應(yīng)室內(nèi)連通，所述反應(yīng)氣體閥安裝在第二進(jìn) 氣管中段，所述第二進(jìn)氣管一端與氣體發(fā)生裝置連通，所述第二進(jìn)氣管另一端與噴氣系統(tǒng) 連通，為噴氣系統(tǒng)提供反應(yīng)氣體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置，其 特征在于：所述噴氣系統(tǒng)包括連接桿、□型連接架和噴氣板，所述噴氣板包括連接板、中板 和噴射板，所述連接桿頂部穿過上蓋并可相對該上蓋上下移動，所述連接桿底部與門型連 接架頂部焊接固定，所述□型連接架兩腳底部與所述連接板頂部焊接固定，所述連接板底 面四周通過絕緣層與中板頂面四周連接，所述中板底面四周通過絕緣層與噴射板頂面四周 連接，所述連接板和中板之間的空間為上腔、所述中板和噴射板之間的空間為下腔，所述連 接板上設(shè)有進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口與第一進(jìn)氣管連通，所述中板上均勻設(shè)有氣流孔，所述噴射板 上均勻設(shè)有氣流噴射孔，所述噴射板與射頻電源RF的正極連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置， 其特征在于：所述升降臺包括下連接板、上連接板、滑塊、滑軌、絲桿、第二連接桿和滾輪，所 述滑軌為兩根并列的滑軌，所述上連接板和下連接板分別連接在兩根并列的滑軌的上下兩 端，所述下連接板與上蓋的上表面固定連接，所述滑塊與兩根并列的滑軌滑動配合，所述滑 塊上端與絲桿連接，絲桿上端穿出所述上連接板中心孔，且所述絲桿與上連接板螺紋配合 連接，所述滑塊下端與連接桿連接，所述下連接桿下端穿出所述下連接板中心孔，所述上蓋 還開設(shè)有供第二連接桿穿過的通孔，所述第二連接桿下端與連接桿固定連接，所述絲桿頂 部連接滾輪的中心轉(zhuǎn)軸，由滾輪的轉(zhuǎn)動帶動絲桿的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而推動滑塊沿軌道滑動，而連接 在滑塊下的連接桿相應(yīng)地上下運動。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置，其 特征在于：所述沉積臺包括載物板和U型熱板，所述載物板設(shè)置在U型熱板上，該載物板底 面和U型熱板內(nèi)表面圍成一通氣腔，所述通氣腔內(nèi)的U型熱板的底面均勻設(shè)有多個加熱片， 所述通氣腔內(nèi)的載物板上均勻設(shè)有多個熱傳感器，所述U型熱板的底面還開設(shè)有多個通氣 孔，所述載物板上還設(shè)有收集片，所述U型熱板外底面中部連接有一根支撐桿，所述支撐桿 與所述激振器輸出桿固定連接，激振器產(chǎn)生高頻振動能量通過輸出桿及支撐桿傳遞給沉積 臺。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置，其 特征在于：所述支架包括底座、固定板、第一固定架、第一圓形滑塊、第一絕熱層、第二固定 架、第二圓形滑塊和第二絕熱層，所述底座設(shè)置在下蓋上，所述固定板設(shè)置在底座上，所述 激振器固定設(shè)置在固定板上，所述第一固定架底部與固定板固定連接，所述第一固定架頂 部與第一圓形滑塊連接，所述第一絕熱層與設(shè)置在第一圓形滑塊上，所述第二固定架底部 與第一絕熱層固定連接，所述第二固定架頂部與第二絕熱層固定連接，所述第二圓形滑塊 設(shè)置在第二絕熱層上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置，其 特征在于：固定板和底座之間還通過兩個減震器連接，起到減震效果。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置，其 特征在于：所述底座中軸上嵌入一柱形濾網(wǎng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種耦合高頻振動的微型等離子增強化學(xué)氣相沉積裝置， 其特征在于：所述排氣系統(tǒng)包括輸出管、排氣閥和抽氣裝置，所述輸出管一端與下蓋相連 通，另一端與抽氣裝置連通，所述排氣閥設(shè)置在輸出管上，所述輸出管穿過該下蓋并與柱形 濾網(wǎng)固定連接。
【文檔編號】C23C16/505GK104195528SQ201410449665
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】鄭建毅, 楊群峰, 莊明鳳, 鄭高峰, 陳新敏 申請人:廈門大學(xué)