[实用新型]一种真空反应装置及反应腔

说明书

本实用新型公开了一种真空反应装置，反应腔外设有加热器；反应腔内放置载具，所述载具导电并与反应腔内的其他部分绝缘，所述载具为至少一组平行排列的平板，两相邻的平板分别接等离子体电源的两极；设有多组平行排列的平板时，平行平板通过导电元件交替相互连接并引出真空腔体外，分别接等离子体电源的两极；所述反应腔一端设出气口，出气口连真空泵，另一端设进气口，进气口连接气源。真空反应装置既可以进行等离子体增强原子层沉积反应又可以进行等离子体增强化学气相沉积反应。本实用新型中采用绝缘的管式炉体和可承载大批量硅片的载具，可使载具上这些硅片一次同时处理，同时保持所镀薄膜的片内、片间和批间具有较高的厚度均匀性。

技术领域

本实用新型属于薄膜材料真空制备，具体涉及到等离子体增强原子层沉积设备和等离子体增强化学气相沉积设备及其反应方法。

背景技术

等离子体增强原子层沉积(plasma-enhanced atomic layer deposition，PEALD)有异名如下：等离子体辅助原子层沉积(plasma-assisted atomic layerdeposition，PAALD)，等离子体原子层沉积(plasma atomic layer deposition， plasmaALD)或基团增强原子层沉积(radical-enhanced atomic layer deposition，radical-enhanced ALD)。因为历史原因而命名不同，但处理硅片的工艺方式实际完全相同，是同一种方法。本文采用PEALD名称，但是专利应涵盖其他名称。

ALD是指原子层沉积，CVD是指化学气相沉积。

等离子体增强原子层沉积(PEALD)真空镀膜技术已经广泛应用于半导体及光伏领域，可沉积多种半导体或金属薄膜，并精确控制薄膜到亚纳米级别。等离子体电源的使用使得PEALD技术所沉积的薄膜具有多变的材料性能，可用于各种场合。目前，PEALD设备仅限于小尺寸设备，一次仅能处理1片或若干片硅片，限制了产能提高了制备成本。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型公开了一种真空反应装置及其方法。

一、真空反应装置的技术方案如下：

一种真空反应装置，反应腔外设有加热器，优选的加热器为电阻丝加热器，电阻丝加热器加热反应腔，热辐射加热炉内载具上的硅片，以控制薄膜沉积时硅片表面温度；反应腔内放置载具，所述载具导电并与反应腔内的其他部分绝缘，所述载具为至少一组平行排列的平板，相邻的平板分别接等离子体电源的两极，平行平板设有多组时，平行平板交替相互连接并引出反应腔外，奇数平板互连成为一个电极，偶数平板互连成为另一个电极，两个电极由导线引出到反应腔外部，分别接等离子体电源的两极。

平行平板连接的优选技术方案为，所有的平行平板由绝缘的直杆在平板的四个顶角的位置垂直贯穿连接，相邻的平板由穿在直杆上的绝缘垫片隔离，交替的平板在平板的一端由导电材料互连。

这组平行平板的表面可上放置待镀膜的片状物料，如硅片，每个平板的两侧可以分别放置一个硅片，平板可以做的比较宽，使得一个平板表面可以承载多个硅片在同一平面。

反应腔一端设出气口，出气口连真空泵，真空泵对反应腔抽真空，保持腔体内的真空度，另一端设进气口，进气口连接气源。

真空反应装置的反应腔既可以应用于等离子体增强原子层沉积反应，又可以应用于等离子体增强化学气相沉积反应。本实用新型的反应腔的技术方案是真空反应装置原子层沉积和化学气相沉积的相互兼容的设备，既可以在反应腔内发生原子层沉积镀膜，又可以在反应腔内发生化学气相沉积镀膜。