[发明专利]等离子体发生器、用于等离子体发生器的旋转电极的制造方法、执行基板的等离子体处理的方法、以及采用等离子体形成具有混合结构的薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体发生器。特别是，本发明涉及等离子体发生电极和采用等离子体发生电极执行基板的等离子体处理的方法。

本发明涉及形成薄膜的方法。特别是，本发明涉及采用等离子体形成薄膜的方法。

背景技术

通常，等离子体是导电中性且离子化的气体，即几乎中性的气体状态，其中在大量的非离子化气体中几乎不存在离子或电子，根据温度分成高温等离子体和低温等离子体，并且具有超高化学或物理反应性。采用等离子体的基板处理技术近来已经用于各种工业领域中，例如，半导体器件、太阳能电池、显示器等。例如，低温等离子体用于其中合成例如金属、半导体、聚合物、尼龙、塑料、纸张、织物、臭氧等各种物质或材料或者改变它们的表面特性以增加连接强度且改善包括染色和可印刷性的各种性质的领域中以及诸如薄膜合成或半导体、金属和陶瓷的清洗等各种领域中。

同样，采用等离子体的薄膜形成技术近来已经用于各种工业领域中，例如，半导体器件、太阳能电池、显示器等。特别是，半导体薄膜用作半导体器件或显示装置的有源层或栅极电极，并且用作太阳能电池中用于将光信号转换成电信号的二极管结构。在上述的半导体薄膜中，晶体结构的控制显著地影响器件的性能或可靠性。例如，尽管采用非晶硅的薄膜太阳能电池有利于实现高速处理，但是它们的问题是与采用单晶硅或多晶硅的太阳能电池或者采用化合物半导体的太阳能电池相比具有非常低的能量转换效率，并且在长时间暴露于光下时由于Staebler-Wronski效应随时间推移而效率降低。因此，在修补非晶硅的光致降级的努力中，近来开展了控制晶化度的研究，例如合成非晶硅和单晶硅。

发明内容

技术问题

通常，因为低温等离子体产生于低压真空腔内，所以需要昂贵的装置以保持真空状态，并且因此具有用于处理大面积待处理物体的限制。为了克服这样的问题，致力于产生近大气压的等离子体。然而，用于产生近大气压等离子体的装置的问题在于等离子体变成电弧的现象，由于无法精确且选择性地产生大气压等离子体而在待处理物体上执行沉积和/或蚀刻工艺时需要附加的后续工艺，并且在待处理物体很大时难以处理。本发明努力解决包括上述问题的各种问题。本发明的目标是提供可在近大气压下使用的高密度等离子体发生器以及采用该等离子体发生器执行基板的等离子体处理的方法。

同样，通常用于控制结晶度的方法是通过控制反应气体的百分比来控制结晶度。然而，采用包括在反应气体中的气体组分的部分控制结晶度的方法难以控制薄膜的结晶度，这是因为结晶度呈现超过特定百分比的指数增长。因此，本发明的任务是提供形成具有混合结构的薄膜的方法，其能够更加经济而又简单地控制薄膜的结晶度。

然而，上面的任务仅为说明性的，而不限制本发明的范围。

技术方案

根据本发明的一个方面，一种等离子体发生器包括：板状下电极，用于设置基板；以及圆柱旋转电极，设置在板状下电极上，并且圆柱旋转电极包括连接到电源的导电主体且包括在导电主体的外圆周表面上的多个毛细管单元；并且圆柱旋转电极包括绝缘屏蔽层，设置在主体的外圆周表面上且暴露多个毛细管单元的下表面。

屏蔽层可暴露多个毛细管单元的下表面且设置为围绕侧表面，该侧表面围绕下表面。

多个毛细管单元可线性排列。多个毛细管单元可沿着主体的旋转轴的方向延伸。这里，多个毛细管单元可以以固定间隔规则排列。

此外，等离子体发生器可包括腔室，板状下电极和圆柱旋转电极设置在该腔室中，并且该腔室可包括反应气体进口和反应气体出口。

等离子体可产生在圆柱旋转电极和板状下电极之间，并且可通过控制圆柱旋转电极的转数和毛细管单元的数量执行等离子体放电的启动/关闭控制。

主体可包括导电金属、导电陶瓷、导电碳体和导电聚合物中的至少一种。

屏蔽层可包括氧化铝(Al₂O₃)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si₃N₄)、石英(SiO₂)、氧化镁(MgO)和聚四氟乙烯(PTFE)中的至少一种。

毛细管单元的宽度范围可为100μm至10mm，并且毛细管单元的高宽比范围可为1至200。

屏蔽层的厚度范围可为10μm至10mm。