[发明专利]一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备

说明书

本发明提供一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，包括放电负电极、正电极以及供气装置，所述放电负电极为1/4圆柱形薄片的弧形结构，且表面设有多个布气孔；所述正电极采用实心圆柱体结构，正、负电极采用共轴线放置，且负电极位于正电极外；所述负电极连接供气装置，卷绕基底材料处于正负电极中间，紧贴正电极，并跟随正电极以相同线速度卷绕；所述供气装置为三段独立布气系统，工作气体在三段独立布气系统处混合均匀后再通过弧形负电极上的进气孔送入由正、负电极之间的空间构成的PECVD镀膜室内。本发明采用弧形负电极，克服了PECVD镀膜设备容易划伤镀膜基底的缺陷；采用三段独立布气系统，将镀膜不均匀度从原来的15％降到10％以内。

技术领域

本发明属于真空镀膜设备技术领域，具体涉及一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备。

背景技术

PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)制备薄膜方法的优点是能在低温下成膜，有效减少了加温成膜对基底的热损伤，并且有效抑制工作气体与基底材料间的反应，可在非耐热性基底材料上沉积薄膜；反应气体各向同性，因此可在多种复杂及不规则形状的基底表面沉积薄膜；沉积速度快，生产效率高，有利于科研成果的产业化推广。

现有的PECVD镀膜设备采用平行平板电极结构，工作气体在两个平板中间放电，反应生成所需成分的固态物质，沉积在基底材料表面，制备功能薄膜材料。平行平板电极结构的PECVD镀膜设备仅能开展小尺寸镀膜和对膜层均匀性要求不高的薄膜研制，而不能长时间卷绕镀膜，这是由于PECVD镀膜设备镀膜过程中平行平板电极会对基底材料造成一定程度的划伤；另外，平行平板镀膜结构的PECVD设备采用一段供气模式，制得薄膜的均匀性较差。

由此看来，目前平行平板电极结构的PECVD镀膜设备存在容易划伤基底表面、不能长时间卷绕镀膜、不能大尺寸镀膜、制得薄膜均匀性不满足使用要求等缺陷，因此目前需要一种新的结构，以满足PECVD镀膜设备制备高质量薄膜的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，该设备能够有效避免了对镀膜基底的划伤。

实施本发明的技术方案如下：

一种基于弧形电极结构的PECVD镀膜设备，包括放电负电极、正电极以及供气装置，所述放电负电极为1/4圆柱形薄片的弧形结构，且表面设有多个布气孔；所述正电极采用实心圆柱体结构，正、负电极采用共轴线放置，且负电极位于正电极外；所述负电极连接供气装置，卷绕基底材料处于正负电极中间，紧贴正电极，并跟随正电极以相同线速度卷绕；所述供气装置为三段独立布气系统，工作气体在三段独立布气系统处混合均匀后再通过弧形负电极上的进气孔送入由正、负电极之间的空间构成的PECVD镀膜室内。

进一步地，本发明所述弧形负电极的1/4圆柱的直径位于40cm～90cm范围内，正负电极之间距离位于25mm～35mm范围内。

进一步地，本发明所述三段独立布气系统配置有3个混气室，每个混气室连接2～4个气源，可以用2～4种工作气体反应制备薄膜，工作气体首先进入混气室混合均匀后，再通过弧形负电极上的布气孔送入PECVD镀膜室。

进一步地，本发明所述弧形负电极上设有7列布气孔，弧形负电极中间3列布气孔直径为0.6～0.8mm，左边2列和右边2列布气孔直径为0.9～1.1mm。

有效益处

本发明与现有技术相比，有如下优点：

1)本发明采用弧形负电极，放电正电极采用相应的圆柱体结构，卷绕基底材料跟随正电极以相同线速度卷绕，有效避免了固定的平行平板电极对镀膜基底的划伤。

2)本发明可以采用卷绕方式大面积镀膜，节省了镀膜批次之间暴露真空的时间，提高了生产效率，有利于科研成果的产业化推广。