專利名稱：等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置。
技術(shù)背景薄膜沉積泛指在一塊基板上成長(zhǎng)一層同質(zhì)或異質(zhì)材料薄膜的方 法。依據(jù)薄膜沉積過(guò)程中是否包含有化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制，可以將薄膜沉積區(qū)分為物理氣相沉積(physical vapor deposition, PVD)和化學(xué) 氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)兩類。隨著沉積技術(shù)和沉 積參數(shù)的差異，所沉積薄膜的結(jié)構(gòu)可能是單晶、多晶或非結(jié)晶的結(jié) 構(gòu)。物理氣相沉積法是一種不包含化學(xué)反應(yīng)的薄膜沉積過(guò)程。半導(dǎo) 體工藝中所使用的物理氣相沉積方法主要有蒸鍍(evaporation)和濺 後(sputtering)兩種。jt匕夕卜，分子束蟲晶(molecular beam epitaxy, MBE) 是由蒸鍍所衍生的工藝。對(duì)于蒸鍍方法，蒸鍍材料最簡(jiǎn)單的加熱方 法是利用電阻加熱。在蒸鍍過(guò)程中，基板溫度對(duì)蒸鍍薄膜的性質(zhì)會(huì) 有很重要的影響，通?；逡惨m當(dāng)加熱，使得蒸鍍?cè)泳咦銐虻?能量，可以在基板表面移動(dòng)，如此才能形成均勻的薄膜。濺鍍工藝 是指利用等離子對(duì)一塊靶材進(jìn)行離子轟擊，利用離子轟擊的能量轉(zhuǎn) 移，將靶材表面的原子撞擊出來(lái)并沉積到基板上。法。經(jīng)常使用的、化學(xué)氣相沉積方法^ : 1氣壓化學(xué)氣相沉積 (atmospheric pressure chemical vapor deposition, APCVD)、低壓化學(xué) 氣相沉積(low pressure chemical vapor deposition, LPCVD)和等離子 輔助化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)。等離子輔助化學(xué)氣相沉積是使用等離子的能量，使得沉積化學(xué) 反應(yīng)的溫度降低。在化學(xué)氣相沉積中由于等離子的作用而會(huì)有光線的放射，因此，等離子輔助化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)也稱為輝光放射系統(tǒng)。 所謂等離子，是對(duì)氣體施加以燃燒、電弧、高頻、微波、雷射、核 融合等能量，使部分氣體分子被解離成為自由電子、離子、分子(尚 未被解離)或自由基等粒子，這些粒子的混合組態(tài)即是所謂的等離 子。請(qǐng)參閱圖1，是一種現(xiàn)有技術(shù)等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置的 結(jié)構(gòu)示意圖。該等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置包括一沉積室11、 一第一電極板12、 一第二電極板13和一射頻電路14。該沉積室11 包括一進(jìn)氣口 lll和一排氣口 112。該第一電極板12和該第二電極 板13置于該沉積室11內(nèi)。射頻電路14連接在該第一電極板12和 該第二電極板13之間，其為該等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置提供足 夠的能量。反應(yīng)氣體從該進(jìn)氣口 111導(dǎo)入該沉積室11內(nèi)，當(dāng)經(jīng)由該射頻電 路14給該等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置提供能量時(shí)，反應(yīng)氣體被電 子撞擊而解離形成等離子狀態(tài)并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的生成物沉積 在基板(圖未示)上，該基板放置在該第二電極板13上。反應(yīng)產(chǎn)生的 廢氣從該排氣口 112排出。但是，由于受溫度、壓力和反應(yīng)氣體的流速等因素的影響，等 離子的濃度并不均勻而往往出現(xiàn)局部范圍的群集現(xiàn)象。等離子濃度 的不均勻性影響著薄膜沉積的均勻性。基板的尺寸越大，沉積的薄 膜厚度越容易發(fā)生不均勻的現(xiàn)象。發(fā)明內(nèi)容為了解決薄膜沉積的不均勻性問(wèn)題，提供一種使薄膜沉積較均 勻的等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置實(shí)為必要。.一種等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置，其包括一射頻電路、 一第一電極板和一第二電極板，該第二電極板與該第一電極板相對(duì)設(shè)置； 該第一電極板包括至少兩個(gè)子電極板，該射頻電路包括一射頻功率 源和至少兩個(gè)可變電阻，該射頻功率源的 一 端與該第二電極板連接， 該射頻功率源的另 一端分別經(jīng)由該可變電阻連接到該至少兩個(gè)子電 極板相較于現(xiàn)有技術(shù)，由于上述等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置的第4一電極板包括至少兩個(gè)子電極板，可經(jīng)由該射頻電路分別調(diào)節(jié)等離 子區(qū)域的局部電場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而改變各區(qū)域的等離子濃度，使整個(gè)區(qū) 域的等離子濃度更加均勻，從而使大面積薄膜沉積較均勻。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置第一實(shí)施方式的結(jié) 構(gòu)示意圖。圖3是圖2所示等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置的第一電極板的 平面示意圖。圖4是本發(fā)明等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置第二實(shí)施方式的第 一電極板的平面示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖2，是本發(fā)明等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置第一實(shí)施 方式的結(jié)構(gòu)示意圖。該等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置包括一沉積室 24、 一第一電極板21、 一第二電極板22和一射頻電路23，該兩個(gè) 電極板21、 22相對(duì)設(shè)置。該沉積室24包括一進(jìn)氣口 241和排氣口 242。該第一電極板21和該第二電極板22置于該沉積室24內(nèi)。該 第一電極板21和該第二電極板22的材料通常是鋁。該沉積室24 的腔壁的材料可以是鋁或玻璃。請(qǐng)參閱圖3，是該第 一該電極板21的平面示意圖。第 一電極板 21包括三個(gè)子電極板211、 212和213，該三個(gè)子電極板211、 212 和213處于同一水平面內(nèi)且形狀是矩形，即該三個(gè)子電極板211、 212和213與該第二電極板22的垂直距離相等。相鄰兩個(gè)子電極板 之間的距離小于0.5cm。該射頻電路23位于該沉積室24外，其包括一射頻功率源230 和三個(gè)可變電阻231、 232和233。該射頻功率源230的 一 端與該第 二電極板22相連接，該射頻功率源230的另 一端分別經(jīng)由該三個(gè)可 變電阻231、 232和233連接到該三個(gè)子電極板211、 212和213。該射頻電路23的頻率是13.56MHz。應(yīng)用該等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置進(jìn)行化學(xué)氣相沉積時(shí)，可 以先沉積一層薄膜，測(cè)量并分析該薄膜各區(qū)域的厚度，根據(jù)該厚度 ^更可以得知等離子濃度的均勻狀況，從而調(diào)節(jié)該可變電阻231、 232 和233,經(jīng)由改變局部電場(chǎng)的強(qiáng)度，改善等離子濃度的均勻狀況， 從而使薄膜沉積更加均勻。當(dāng)該等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置調(diào)整 到沉積的薄膜具良好均勻性后，并可以用于對(duì)實(shí)際的基板進(jìn)行薄膜 沉積。請(qǐng)參閱圖4，是本發(fā)明等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置第二實(shí)施 方式的第一電極板的平面示意圖。與第一實(shí)施方式相比，其差別僅 在于該第一電極板31包括9個(gè)子電極板，排列成3乘3矩陣形式， 相應(yīng)地，每一子電極板與該射頻功率源之間串接一可變電阻。每相 鄰兩個(gè)子電極板之間的距離小于0.5cm。本發(fā)明等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置并不限于上述實(shí)施方式所 述，如與該第二實(shí)施方式相比，該第一電極板的子電極板的個(gè)數(shù)還 可以是二個(gè)、四個(gè)、五個(gè)……等。子電極板的形狀并不限于矩形， 如還可以是三角形或菱形等。由于上述等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置的第一電極板包括至少 兩個(gè)子電極板，經(jīng)由調(diào)節(jié)可變電阻，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各區(qū)域等離子濃度 的調(diào)整，從而使薄膜沉積較均勻。
權(quán)利要求
1. 一種等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置，其包括一射頻電路、一第一電極板和一第二電極板，該第二電極板與該第一電極板相對(duì)設(shè)置，其特征在于該第一電極板包括至少兩個(gè)子電極板，該射頻電路包括一射頻功率源和至少兩個(gè)可變電阻，該射頻功率源的一端與該第二電極板連接，該射頻功率源的另一端分別經(jīng)由該可變電阻連接到該至少兩個(gè)子電極板。
2. 如權(quán)利要求1所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置，其特征 在于該等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置進(jìn)一步包括一沉積室，該第 一電極板和該第二電極板置于該沉積室內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求2所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置，其特征 在于該沉積室的腔壁的材料是鋁或玻璃。
4. 如權(quán)利要求1所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置，其特征 在于該兩個(gè)子電極板的形狀是矩形。
5. 如權(quán)利要求1所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置，其特征 在于該兩個(gè)子電極板的形狀是三角形。
6. 如權(quán)利要求1所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置，其特征 在于該兩個(gè)子電極板位于同 一平面內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求1所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置，其特征 在于該兩個(gè)子電極板之間的距離小于0.5cm。
8. 如權(quán)利要求1所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置，其特征 在于該射頻電路的頻率是13.56MHz。
9. 如權(quán)利要求1所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置，其特征 在于該第一電極板的子電極板的個(gè)數(shù)是9個(gè)。
10.如權(quán)利要求9所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置，其特征 在于該9'個(gè)子電極板排列成3乘3矩陣形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置。該等離子輔助化學(xué)氣相沉積裝置包括一射頻電路、一第一電極板和一第二電極板，該第二電極板與該第一電極板相對(duì)設(shè)置。該第一電極板包括至少兩個(gè)子電極板。該射頻電路包括一射頻功率源和至少兩個(gè)可變電阻，該射頻功率源的一端與該第二電極板連接，該射頻功率源的另一端分別經(jīng)由該可變電阻連接到該至少兩個(gè)子電極板。
文檔編號(hào)C23C16/50GK101255553SQ20071007340
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28日
發(fā)明者顏碩廷 申請(qǐng)人:群康科技(深圳)有限公司;群創(chuàng)光電股份有限公司