一种用于PECVD反应腔的绝热导电装置及其应用.pdf

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。

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℃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.  一种包含权利要求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.  一种包含权利要求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.  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。

一种用于PECVD反应腔的绝热导电装置及其应用
技术领域
本发明涉及一种制造AMOLED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。
技术背景
PECVD（plasma-enhanced chemical vapor deposition）是等离子体增强的化学气相沉积技术的简称，是目前制备AMOLED（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℃。
随着AMOLED近些年来的兴起，其对生产设备PECVD设备提出了高于450℃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。
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-Sul Lee等人披露了一种绝热绝缘装置，用于400 ℃~800℃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。
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。
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。
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℃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。
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。
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。
优选地，所述金属材料为铝或者镍。
优选地，所述绝热体为绝热垫圈。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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℃的高温PECVD反应腔内，例如反应腔的温度具体为450℃，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100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。
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                                                , 其中、、分别为导体的磁导率、电导率与在其中传播的电磁波的圆频率。以铝（电导率为）在常用的射频频率中传播为例，其趋肤深度。
当绝热体101的表面涂覆一层厚度大于等于趋肤深度的导电层时，例如利用PVD方法在热导率的泡沫陶瓷表面镀一层厚约几十微米的铝涂层或镍涂层时，导电层的横截面积相对于绝热体的横截面积可以忽略，因此导电层对于导热效应的影响也基本可以忽略。而对于具有趋肤效应的高频电磁波来说，其导电性能与相同形状的良导体完全一样，这样就保证了高频状态下加热板与腔体之间良好的电接触。在等离子体放电的环境中，高频电磁波在导体内的传播集中在趋肤深度内进行，使得所述绝热体在起到绝热的同时又具有良好的导电性能。本发明所揭示的这种绝热导电装置，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。
图2为本发明中涉及的一种用于高温PECVD反应腔的绝热导电装置的应用，包含所述绝热导电装置100、为基板提供热量的加热板200和PECVD反应腔的腔体壁300，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，优选的加热方式为电阻丝加热。所述加热板200和所述腔体壁300之间用所述绝热导电装置100进行隔离。 
图3为本发明中另一种用于高温PECVD反应腔的绝热导电装置的应用，在所述加热板200和所述腔体壁300之间设置有热反射板400，所述加热板200与所述热反射板400、所述热反射板400与所述腔体壁300之间分别用所述绝热导电装置100进行隔离，优选地，所述绝热导电装置100为横截面积较小的绝热垫圈，使得加热板200、热反射板400、腔体壁300三者之间存在很大的热阻，因此加热板与腔体之间可以存在较大的温差。所述热反射板400数量可以为1-5个，相邻的所述热反射板400之间用所述绝热导电装置100进行隔离，所述热反射板400用于反射从加热板200向腔体壁300辐射的热量，能够有效阻隔热量向腔体壁方向的扩散，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不部件的损坏。
虽然本法明已以较佳的实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本法明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。