[发明专利]二氧化硅薄膜的生产设备及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜沉积技术领域，尤其涉及一种二氧化硅薄膜的生产设备及其生产方法。

背景技术

材料的磨损、腐蚀及其环境损伤是现代工业面临的基本问题之一，解决这个问题的有效途径是通过各种表面处理技术来强化材料的表面。表面处理是运用各种技术改变材料表面的化学组成、结构、显微组织和应力状态，以提高材料抗御环境破坏作用的能力。这些表面技术，可以分为原子沉积、颗粒沉积、整体沉积和表面改性等类型。

化学气相沉积（CVD）属于原子沉积类。CVD 技术在材料表面改性领域中的应用获得了迅速发展。它在不改变基体材料的成分和不削弱基体材料的强度等性能条件下赋予材料表面特殊的性能。CVD 过程是指在一定温度下，反应气体与基体表面相互作用，使反应气体中的某些成分分解，并在基体表面形成所需的固态膜或镀层。由于这些膜层一般具有优良的性能，所以对材料的耐磨性耐蚀性和装饰性有改善的效果。而且，用CVD 方法可以制备各种物质的薄膜材料。通过反应气体的组合可以制备各种组成的薄膜，也可以制备具有完全新的结构和组成的薄膜材料，而且即使是高熔点物质也可以在很低的温度下制备。应用CVD 技术可以在不同的基底上制备含硅化合物薄膜。改变工艺参数可获得具有特殊的电学、光学、化学机械特性的膜层，因而受到人们的重视。

但是，现有CVD镀膜技术仍局限于半导体集成电路生产领域，主要用于制造外延膜和绝缘保护膜等，其CVD之控制过程影响因素繁多，工艺尚不稳定，有待本领域技术人员进一步深入研究并推广应用。

故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种二氧化硅薄膜的生产设备及其生产方法。

发明内容

本发明是针对现有技术中，传统的CVD法沉积二氧化硅薄膜的技术仍局限于半导体集成电路生产领域，且CVD设备复杂、控制过程影响因素繁多，工艺尚不稳定等缺陷提供一种二氧化硅薄膜的生产设备。

本发明之又一目的是针对现有技术中，传统的CVD法沉积二氧化硅薄膜的技术仍局限于半导体集成电路生产领域，且CVD之控制过程影响因素繁多，工艺尚不稳定等缺陷提供一种二氧化硅薄膜的生产方法。

为了解决上述问题，本发明提供一种二氧化硅的生产设备，所述设备包括：反应腔室，所示反应腔室内用于设置所述待成膜基片，并在所述待成膜基片上沉积二氧化硅薄膜；加热装置，所述加热装置分别对应设置在所述反应腔室两侧；鼓泡器，所述鼓泡器内设置反应前驱物硅酸乙酯；具有第一分支器的第一气体管路，所述第一气体管路上设置第一气体流量计，且所述第一气体管路之一端与所述氮载气相连，所述第一气体管路之另一端浸入设置在所述鼓泡器内的反应前驱物硅酸乙酯之液面下；具有第二分支器的第二气体管路，所述第二气体管路之一端设置在所述鼓泡器内且位于所述鼓泡器内的反应前驱物硅酸乙酯（TEOS）之液面上，所述第二气体管路之另一端与所述反应腔室连通；具有第二气体流量计的第三气体管路，所述第三气体管路之一端与所述第一气体管路的第一分支器连通，所述第三气体管路之另一端与所述第二气体管路的第二分支器连通；臭氧发生器，所述臭氧发生器一端通过所述第四气体管路与所述反应腔室连通，所述臭氧发生器之另一端并通过设置在所述第四气体管路上的第三气体流量计与用于生成所述臭氧（O₃）的氧气源（O₂）连通；以及干燥装置，所述干燥装置与所述反应腔室连通。

可选地，所述加热装置的温度偏差控制在±2℃以内。

为解决本发明之又一目的，本发明提供一种利用所述二氧化硅的生产设备生产二氧化硅薄膜的方法，所述方法包括：

步骤S1：将所述加热装置升温至预设温度，并将所述待成膜基片设置在所述反应腔室内，且通入氮气，以排除反应腔室内的杂质气体；

步骤S2：氮载气内的氮气将所述鼓泡器内的反应前驱物硅酸乙酯带进所述反应腔室；

步骤S3：所述氧气源内的氧气经由所述第三气体流量计传输至所述臭氧发生器，所产生的臭氧并通过所述第四气体管路进入所述反应腔室；

步骤S4：进入所述反应腔室的反应前驱物硅酸乙酯和臭氧在所述待成膜基片之表面进行反应沉积，以制备所述二氧化硅薄膜。

可选地，所述反应前驱物硅酸乙酯设置在所述鼓泡器内，并对所述反应前驱物硅酸乙酯进行水浴加热，所述水浴加热的温度为恒温65℃。

可选地，所述生产方法进一步包括对所述第二气体管路进行加热。

可选地，所述加热装置的预设温度范围为300～500℃。