一种用于pecvd反应腔的绝热导电装置及其应用
【专利说明】-种用于PECVD反应腔的绝热导电装置及其应用
[0001]
技术领域 本发明涉及一种制造AM0LED的高温PECVD设备领域，尤其涉及一种用于高温PECVD反 应腔的绝热导电装置。
[0002] 技术背景 PECVD(plasma-enhancedchemicalvapordeposition)是等离子体增强的化学气相 沉积技术的简称，是目前制备AM0LED(有源矩阵有机发光二极管）的一种主要技术。在传 统工业中，PECVD设备多适用于工艺温度比较低的制程，例如：制作薄膜太阳能电池的工艺 温度低于250°C。
[0003] 随着AM0LED近些年来的兴起，其对生产设备PECVD设备提出了高于450°C的温度 要求，要求PECVD设备的腔体及其内部部件必须具有很高的耐温能力，而这些耐高温材料 的加工和使用促使PECVD设备的制造成本大幅增加，同时也增加了PECVD设备的控制和维 护难度。
[0004] 为了避免高温对PECVD设备腔体的损坏，人们需要在加热装置和腔体之间使用良 好的绝热体，然而，通常使用的绝热材料又大多是绝缘材料，这就使得加热装置与腔体之间 会呈现电绝缘状态，在腔体接地的情况下，加热装置就在等离子体放电氛围中成为具有一 定悬浮电位的悬浮导体，并在其周围激发具有一定分布的电场，新激发的电场干扰了原来 PECVD反应腔内的等离子体分布，影响了反应腔内的成膜质量和增加了控制等离子体分布 的难度以及工艺的重复性，例如在美国专利申请US20100282169A1中，发明人Bum-SulLee 等人披露了一种绝热绝缘装置，用于400°C~800°C的半导体器件制备工艺中，该发明实现 了高温下的PECVD成膜，但是其为实现放置基片的载台的高温而使下电极处于悬浮电位， 下电极悬浮电位所产生的电场就干扰了原来等离子体的分布。
[0005] 因此，为了不改变原有PECVD反应腔内等离子体的分布和保证PECVD工艺的成膜 质量，应该考虑在反应腔内采用导电的绝热体。
[0006]
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于高温PECVD反应腔的绝热导电装置，利用 高频电磁波的趋肤效应，通过在绝热体表面涂覆趋肤深度相当的导电层来制备绝热导电的 装置。该装置能够在等离子体放电环境中起到很好的绝热导电作用并且不会产生干扰等离 子体场的悬浮电位，避免了对反应腔内工艺制程的影响，保证了所沉积薄膜的成膜质量。
[0007] 本发明提供了一种用于PECVD反应腔的绝热导电装置，其特征在于：所述绝热导 电装置位于温度高于400°C的PECVD反应腔内，所述绝热导电装置包括：由绝热材料构成的 绝热体和在所述绝热体表面涂覆的导电层，所述导电层的厚度应大于等于导电层材料的趋 肤深度。
[0008] 可选地，所述绝热材料为泡沫陶瓷、导电氧化锆、石墨毡中的任意一种。
[0009] 可选地，所述导电层为不与所述PECVD反应腔内工艺气体反应的金属材料。
[0010] 优选地，所述金属材料为铝或者镍。
[0011] 优选地，所述绝热体为绝热垫圈。
[0012]本发明还提供了一种用于PECVD反应腔的绝热导电装置的应用，其特征在于：包 含所述绝热导电装置、为基板提供热量的加热板和PECVD反应腔的腔体壁，所述加热板和 所述腔体壁之间用所述绝热导电装置进行隔离。
[0013]可选地，在所述加热板和所述腔体壁之间设置有热反射板，所述加热板与所述热 反射板、所述热反射板与所述腔体壁之间分别用所述绝热导电装置进行隔离。
[0014]可选地，所述热反射板数量可以为1-5个，相邻的所述热反射板之间用所述绝热 导电装置进行隔离。
[0015]可选地，所述加热板的加热方式可以为电阻丝加热、红外加热或者电磁感应加热 中的一种。
[0016] 与现有技术相比，本发明具有以下技术效果： 1)本发明通过在绝热体表面涂覆趋肤深度相当的导电层来制备绝热导电的装置，能够 充分利用高频电磁波的趋肤效应，即高频电磁波只能在导体表面的趋肤深度范围内传播， 来起到高温PECVD反应腔内的绝热和导电的作用，并且不会产生干扰等离子体场的悬浮电 位，避免了对反应腔内工艺制程的影响，保证了所沉积薄膜的成膜质量。利用这种绝热导电 装置，可以将PECVD反应腔内的高温限制在加热板和待加热的基板上，防止反应腔腔体及 其它部件的损坏。
[0017] 2)在本发明所揭示的绝热导电装置的应用中，通过在加热板和腔体壁之间加入热 反射板，能够有效阻隔热量向腔体壁方向扩散，减少加热板与腔体之间因热辐射而产生的 热交换，进一步防止反应腔腔体及其它部件的损坏。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明的一种用于PECVD反应腔的绝热导电装置的剖面示意图。
[0019] 图2是本发明一实施例中的绝热导电装置应用的结构示意图。
[0020] 图3是本发明另一实施例中的绝热导电装置应用的结构示意图。
[0021]
【具体实施方式】 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具 体实施方式做详细的说明。
[0022] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其他方法来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限 制。
[0023] 图1所示为本发明提供的一种绝热导电装置的剖面示意图，其位于温度高于 400°C的高温PECVD反应腔内，例如反应腔的温度具体为450°C，所述反应腔工作在等离子 体放电的环境中。如图1所示，所述绝热导电装置1〇〇包括了由绝热材料构成的绝热体101 和在所述绝热体101表面涂覆的导电层102,所述导电层102的厚度应大于等于导电层材料 的趋肤深度。用于制造绝热体的绝热材料可以为泡沫陶瓷、导电氧化锆、石墨毡中的一种， 优选地，可以采用泡沫陶瓷。所述绝热体101可以为绝热垫圈。用于制造所述导电层的材 料为不与所述PECVD反应腔内工艺气体反应的金属材料，例如针对工艺气体为硅烷或者清 洗气体为三氟化氮的情况，所述金属材料可以为铝或者镍。
[0024] 众所周知，高频电磁波具有趋肤效应，只能在导体表面的趋肤深度范围内传 播，其趋肤深度
【主权项】
1. 一种用于PECVD反应腔的绝热导电装置，其特征在于：所述绝热导电装置位于温度 高于400°C的PECVD反应腔内，所述绝热导电装置包括：由绝热材料构成的绝热体和在所述 绝热体表面涂覆的导电层，所述导电层的厚度应大于等于导电层材料的趋肤深度。
2. 根据权利要求1所述的一种用于PECVD反应腔的绝热导电装置，其特征在于：所述 绝热材料为泡沫陶瓷、导电氧化锆、石墨毡中的任意一种。
3. 根据权利要求1所述的一种用于PECVD反应腔的绝热导电装置，其特征在于：所述 导电层为不与所述PECVD反应腔内工艺气体反应的金属材料。
4. 根据权利要求3所述的一种用于PECVD反应腔的绝热导电装置，其特征在于：所述 金属材料为铝或者镍。
5. 根据权利要求1所述的一种用于PECVD反应腔的绝热导电装置，其特征在于：所述 绝热体为绝热垫圈。
6. -种包含权利要求1的用于PECVD反应腔的绝热导电装置的应用，其特征在于：包 含所述绝热导电装置、为基板提供热量的加热板和PECVD反应腔的腔体壁，所述加热板和 所述腔体壁之间用所述绝热导电装置进行隔离。
7. -种包含权利要求6的用于PECVD反应腔的绝热导电装置的应用，其特征在于：在 所述加热板和所述腔体壁之间设置有热反射板，所述加热板与所述热反射板、所述热反射 板与所述腔体壁之间分别用所述绝热导电装置进行隔离。
8. -种包含权利要求7的用于PECVD反应腔的绝热导电装置的应用，其特征在于：所 述热反射板数量可以为1-5个，相邻的所述热反射板之间用所述绝热导电装置进行隔离。
9. 一种包含权利要求7的用于PECVD反应腔的绝热导电装置的应用，其特征在于：所 述加热板的加热方式可以为电阻丝加热、红外加热或者电磁感应加热中的一种。
【专利摘要】本发明揭示了一种用于PECVD反应腔的绝热导电装置，所述绝热导电装置位于温度高于400℃的PECVD反应腔内，所述绝热导电装置包括：由绝热材料构成的绝热体和在所述绝热体表面涂覆的导电层，所述导电层的厚度应大于等于导电层材料的趋肤深度，本发明能够实现高温PECVD反应腔内良好的绝热和导电的作用，克服了现有技术中因为绝热材料同时又是绝缘材料所导致的加热板产生悬浮电位而影响等离子体场的问题。
【IPC分类】C23C16-513
【公开号】CN104789946
【申请号】CN201410025402
【发明人】刘传生, 杨飞云, 陈金元, 谭晓华
【申请人】上海理想万里晖薄膜设备有限公司, 理想能源设备(上海)有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年1月21日
【公告号】WO2015109794A1