[实用新型]等离子体增强化学气相沉积设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种等离子体增强化学气相沉积设备。

背景技术

等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺因其效率高、成膜质量好和应用范围广等优点而成为薄膜沉积技术的重要工艺。例如在液晶显示器中，为了得到更好的薄膜晶体管特性，栅极绝缘层的沉积优选使用等离子体增强化学气相沉积工艺。

薄膜晶体管特性具体包括：开态电流I_on特性，关态电流I_off特性，阈值电压V_th以及载流子迁移率μ。已知影响薄膜晶体管特性的一个重要因素就是薄膜晶体管电容，薄膜晶体管电容越大，相应的I_on和I_off也变大。栅极绝缘层的厚度是影响薄膜晶体管电容的主要因素。目前广泛使用的等离子体增强化学气相沉积工艺，其沉积所得栅极绝缘层厚度均匀性不够良好，导致玻璃基板各部分的薄膜晶体管特性不同，这一问题在大尺寸的显示屏中尤为突出。同时，为了满足薄膜晶体管特性和电容的要求，设计需要按照薄膜晶体管特性最差、电容最大值来考虑，以防止由于均匀性不好而引发的不良，这使得设计过程中设计余量不足，在减小线宽、改进宽长比等方面受到很大限制。

此外，栅极绝缘层的均匀性不好还将导致过孔刻蚀时周边电路的过孔没有刻穿或者过刻，从而导致信号加不到像素区以及过孔栅层腐蚀等不良。此类不良引起的良率降低需要通过改善栅极绝缘层薄膜均匀性来防止。已知实验表明，通过降低沉积速率可以提高SiN_x或者SiO₂的均匀性，但是降低沉积速率会导致产能降低，不利于批量生产。

实用新型内容

为了克服上述的缺陷，本实用新型提供一种所制薄膜厚度均匀的等离子体增强化学气相沉积设备。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下措施实现的：等离子体增强化学气相沉积设备包括：腔体，所述腔体内设有承载被沉积基板的下电极和包括气体扩散器的上电极，所述腔体内设有丝网，所述丝网位于所述气体扩散器的近下电极侧。

特别是，所述下电极和所述上电极间的距离为1400-1700mils。

进一步，所述丝网边缘设有网框，所述网框通过支架与腔体连接；所述丝网中部通过固定物与扩散器连接。

进一步，所述丝网表面覆盖有保护层。

进一步，所述丝网网孔的密度为5.5-15.5ea/cm²，网孔的面积为0.03～0.09cm²。

特别是，所述气体扩散器上设有气流加速单元。

特别是，还包括保持所述腔体内气压稳定的抽气单元。

进一步，所述抽气单元为抽气泵。

本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备增加了电极间距，气体由扩散器输运至基板的过程中扩散的范围增大，气体浓度均匀性提高；丝网的设置令气体浓度趋于一致，因到达基板处的反应气体或反应物的浓度差小而得到厚度均匀性好的薄膜。设置气流加速单元和抽气单元可以增加腔体内气体的流速且保持腔体内的压强不变，从而减少粘滞流效应和热对流对气体均匀性的影响。

本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备在成膜反应过程中同时增加了反应气体流速和抽气速率，从而保证腔体内总的气体压力不变。因此没有降低沉积速率，即提高质量的同时保证了产能不受影响。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型做详细描述。

等离子体增强化学气相沉积是通过化合物气体(一般为挥发性的化合物)与其他气体进行化学反应生成固体薄膜的方法。工艺过程包括反应气体输运，气相化学反应，初始产物扩散，初始产物吸附扩散，与基体异相反应，副产物解离脱附等过程。影响等离子体增强化学气相沉积成膜均匀性的因素主要有三个方面：气体流量均匀性、电场均匀性和基板温度均匀性。其中，气体流量均匀性不好将直接导致基板上各部分的沉积速率不一致，从而成膜厚度不一致。

影响气体流量均匀性的三个因素是：扩散，热对流和粘滞流。

如图1所示，本实用新型等离子体增强化学气相沉积设备在腔体1内设有承载被沉积基板2的下电极3和包括气体扩散器4的上电极，将下电极3和上电极间的距离由现有技术的300mils～600mils增大至1400-1700mils。通过增加电极间距来增大气体由扩散器输运至基板的过程中扩散的范围，利用扩散范围的增加来提高气体浓度均匀性。