[发明专利]等离子体增强化学气相沉积设备

说明书

技术领域

本公开涉及等离子体增强化学气相沉积设备。

背景技术

在液晶显示器的制造方法中，通过例如溅镀沉积的物理气相沉积方法或者通过例如等离子体增强化学气相沉积(PECVD，电浆辅助化学气相沉积)的化学气相沉积方法，形成薄膜电晶体的活性层与欧姆接触层、用以隔离数据线与栅极线的绝缘膜、用以将数据线及栅极线与像素电极绝缘的保护膜等。

这些方法中，等离子体增强化学气相沉积方法是这样一种方法：在处于真空下的腔室内注入气相沉积所需要的反应气体；如果设定所需要的压力和所需要的基底温度，超高频波从电源设备被施加到电极，以由此将反应气体激发为等离子体并电离前驱物(precursor)；以及随着电离的前驱物与处于等离子体状态的反应气体的一部分以物理或化学方式彼此反应，薄膜形成且在基底上沉积。

为了提高等离子体增强化学气相沉积中薄膜的沉积效率，需要通过借助例如磁场保持真空腔室中产生的等离子体来增加等离子体密度，由此增强前驱物的电离率(ionization rate)以及电离的前驱物与处于等离子体状态的反应气体的一部分之间的偶联率(coupling rate)，即物质的反应性。另外，还需要抑制电极被前驱物污染，由此容许顺利地产生等离子体。

然而，惯用的等离子体增强化学气相沉积设备具有以下缺点：等离子体密度低，并且前驱物可被引入电极，导致电极被前驱物污染。由此，惯用的等离子体增强化学气相沉积设备无法具有高的薄膜沉积效率。

发明内容

本发明要解决的问题

鉴于前述问题，一个说明性实施例提供了一种等离子体增强化学气相沉积装置，其能够通过增大等离子体密度来获得高沉积效率，同时能够抑制可能由前驱物引入电极所导致的电极污染。

用于解决问题的装置

根据该说明性实施例，本发明提供一种等离子体增强化学气相沉积设备，其用以在真空腔室中的涂布靶的表面上沉积薄膜，该设备包括一对磁场生成单元，其被设置为面对彼此，两者之间具有间隙；一对对立电极，其被设置为在一对磁场生成单元之间面对彼此；气体供给单元，其被配置为将反应气体供给到该对对立电极之间的空间内；以及前驱物供给单元，其被配置为将前驱物供给到该对对立电极间的空间内，其中在该对磁场生成单元之间形成对立磁场。

在本公开中，其中该对磁场生成单元中的每一个包括内部极性部分以及围绕该内部极性部分的外部极性部分，并且该外部极性部分的极性与该内部极性部分的极性相反。

在本公开中，其中该间隙为空间间隔，该空间间隔被设定为容许在被布置为面对彼此的该对磁场生成单元之间形成为电子提供旋转力的对立磁场。

在本公开中，中央磁场生成单元在该对对立电极之间，其中中央磁场生成单元被配置为在其本身与该对磁场生成单元的每一个之间形成磁场。

本发明的技术效果

根据该说明性实施例，等离子体增强化学气相沉积设备在该对磁场产生单元之间或者在中央磁场形成单元与该对磁场产生单元之间产生对立磁场。另外，等离子体增强化学气相沉积设备还在每一磁场产生单元的外部极性部分与内部极性部分之间产生横向磁场。对立磁场与横向磁场容许电子无限地进行旋转运动与跳跃运动(hopping motion)。因此，在本公开中，即使薄膜沉积方法在被设定为低于惯用设备中的真空度的真空腔室中执行且输入与惯用设备中的那些相比更少量的前驱物与反应气体时，仍然可获得等于或者高于惯用设备中获得的薄膜沉积效率。即，根据本公开，能够降低所需要的前驱物与反应气体的量，并且能够降低真空泵上的负荷。由此，能够更经济且有效地执行薄膜沉积方法。

附图说明

图1是根据一个说明性实施例的等离子体增强化学气相设备的概念图；

图2是描述根据该说明性实施例的等离子体增强化学气相设备中产生的磁场的概念图；

图3是描述由该说明性实施例的等离子体增强化学气相设备中产生的磁场导致的电子运动的概念图；

图4是图3部分A从侧面斜角观测时所示出的电子运动的概念图；

图5是描述根据该说明性实施例的电子将辅助化学气相设备中的反应气体与前驱物的流向的概念图；

图6(a)、图6(b)与图6(c)是描述对立电极的各种示例的概念图；

图7(a)与图7(b)是描述外部极性部分与内部极性部分的各种示例的概念图；

图8是描述由中央磁场生成单元的另一示例所产生的磁场的概念图；