[发明专利]等离子体源和用等离子体增强的化学气相沉积来沉积薄膜涂层的方法

权利要求书

1.一种等离子体源，包括：

i)n个电子发射表面的阵列；其中n表示阵列中的电子发射表面的数量；其中n在4至20的范围内；其中每个电子发射表面通过气体容纳空间与至少一个相邻的电子发射表面分离开，第一限制开口设置在第一电子发射表面中，并且第二限制开口设置在第二电子发射表面中，其中，所述第一限制开口和所述第二限制开口被构造成面对待涂覆的基板，所述第一限制开口和所述第二限制开口被定位成，使得包括二次电子的电流从所述第一电子发射表面通过所述第一限制开口、通过所述气体容纳空间以及通过所述第二限制开口流至所述第二电子发射表面；

ii)供应前驱气体的至少一个前驱气体歧管和供应反应气体的至少一个反应气体歧管，其中，所述至少一个前驱气体歧管被定位成使得所述前驱气体流到将电子发射表面分离开的气体容纳空间中，并且所述至少一个反应气体歧管被定位成使得所述反应气体沿所述电子发射表面流动；

iii)一个或多个器壁，所述一个或多个器壁用于进行压力控制，其中，介于所述电子发射表面之间的工作气体压力为1毫巴到10^-3毫巴；以及

iv)电源，电子发射表面与所述电源电连接，所述电源被构造为供应在正负之间交替的电压；其中向每个电子发射表面供应与供应至至少一个相邻的电子发射表面的电压不同相的电压，生成在相邻的电子发射表面之间流动的包括二次电子的电流；其中所述电流在相邻的电子发射表面之间产生等离子体；并且其中，等离子体用作用于激励、部分地分解或完全分解靠近待涂覆的基板的前驱气体的能源，其中，所述电流在没有闭路电子漂移的情况下在所述电子发射表面之间形成在其长度上是均匀的等离子体，

通过等离子体源产生的所述等离子体是线性的，以及

所述等离子体源能够以至少0.2μm/秒的沉积速率产生涂层。

2.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，n在4至8的范围内。

3.根据权利要求2所述的等离子体源，其特征在于，n等于6。

4.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，电子发射表面都是空心阴极。

5.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，每个电子发射表面具有第一端和第二端。

6.根据权利要求5所述的等离子体源，其特征在于，第一电子发射表面与第二电子发射表面平行地对齐，从而第一电子发射表面的第一端与第二电子发射表面的第一端相邻，并且第一电子发射表面的第二端与第二电子发射表面的第二端相邻。

7.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，电子发射表面彼此分离至少1毫米至0.5米。

8.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，电源是双极性电源。

9.根据权利要求8所述的等离子体源，其特征在于，该双极性电源被构造为供应交流电压。

10.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，通过等离子体源产生的等离子体是二维的。

11.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，气体容纳空间容纳前驱气体和反应气体中的至少一种。

12.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，等离子体源能够以至少0.3μm/秒的沉积速率产生涂层。

13.根据权利要求12所述的等离子体源，其特征在于，等离子体源能够以至少0.5μm/秒的沉积速率产生涂层。

14.根据权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，电子发射表面由暗区分离。

15.根据权利要求14所述的等离子体源，其特征在于，暗区填充有绝缘材料。