1.一种等离子体发生器,包括:
板状下电极,用于设置基板;以及
圆柱旋转电极,位于该板状下电极之上,
其中该圆柱旋转电极包括:
导电主体,连接到电源且包括在该导电主体的外圆周表面上的多个毛细管单元;以及绝缘屏蔽层,设置在该主体的该外圆周表面上且暴露该多个毛细管单元的下表面。
2.如权利要求1所述的等离子体发生器,
其中该屏蔽层暴露该多个毛细管单元的下表面且屏蔽其它部分。
3.如权利要求3所述的等离子体发生器,还包括:
在该毛细管单元的下表面上的导电层。
4.如权利要求3所述的等离子体发生器,
其中该导电层包括具有高于该下表面的二次电子发射系数的金属、合金、导电陶瓷、导电碳体和导电聚合物中的至少一种。
5.如权利要求1所述的等离子体发生器,
其中该多个毛细管单元线性排列。
6.如权利要求5所述的等离子体发生器,
该多个毛细管单元沿着该主体的旋转轴的方向延伸。
7.如权利要求5所述的等离子体发生器,
其中该多个毛细管单元以固定间隔规则排列。
8.如权利要求1所述的等离子体发生器,还包括:
腔室,在该腔室中设置该板状下电极和该圆柱旋转电极,
其中该腔室包括反应气体进口和反应气体出口。
9.如权利要求1所述的等离子体发生器,
其中在该圆柱旋转电极和该板状下电极之间产生等离子体,并且
其中通过控制该圆柱旋转电极的转数和该毛细管单元的数量实现等离子体放电的启动/关闭控制。
10.如权利要求1所述的等离子体发生器,
其中该主体包括导电金属、导电陶瓷、导电碳体和导电聚合物中的至少一种。
11.如权利要求1所述的等离子体发生器,
其中该屏蔽层包括氧化铝(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。
12.如权利要求1所述的等离子体发生器,
其中该毛细管单元的宽度范围为100μm至10mm,并且该毛细管单元的高宽比范围为1至200。
13.如权利要求1所述的等离子体发生器,
其中该屏蔽层的厚度范围为10μm至10mm。
14.一种执行基板等离子处理的方法,包括如下步骤:
在板状下电极上设置基板;
将反应气体注入到该基板上;以及
通过在该板状下电极和圆柱旋转电极之间产生等离子体而引起反应气体的化学反应,其中该圆柱旋转电极包括导电主体和屏蔽层,该导电主体的外圆周表面上具有多个毛细管单元,该屏蔽层由绝缘材料或电介质材料制成且暴露该多个毛细管单元的下表面且屏蔽其它部分,并且
其中该等离子体产生在该圆柱旋转电极的该毛细管单元的下表面和该板状电极上的该基板之间。
15.一种用于等离子体发生器的旋转电极的制造方法,该方法包括如下步骤:
提供包括多个毛细管单元的导电主体;以及
在该主体的外圆周表面上形成绝缘屏蔽层以暴露该多个毛细管单元的下表面的至少部分。
16.如权利要求15所述的方法,
其中形成绝缘屏蔽层的步骤包括如下步骤:
形成电介质层以覆盖该主体的外圆周表面;以及
在该多个毛细管单元的下表面的至少部分上选择性地去除该电介质层。
17.如权利要求16所述的方法,
其中通过阳极氧化法或薄膜沉积法执行形成电介质层的步骤。
18.如权利要求16所述的方法,
其中该导电主体由包括铝的导电材料制造,并且
其中形成电介质层的步骤包括通过阳极氧化法或薄膜沉积法在该导电主体上形成氧化铝层的步骤。
19.如权利要求16所述的方法,
其中该导电主体由非铝导电材料制造,并且
其中形成电介质层的步骤包括如下步骤:
通过薄膜沉积法形成铝层以覆盖该主体的外圆周表面;以及
执行通过阳极氧化法将该铝层转变为氧化铝层的相变。
20.如权利要求16所述的方法,
其中该导电主体由非铝导电材料制成,并且
其中形成电介质层的步骤包括通过薄膜沉积法形成氧化铝层以覆盖该主体的外圆周表面的步骤。
21.如权利要求16所述的方法,
其中通过钻石切割法或激光切割法执行选择性去除该电介质层的步骤。
22.如权利要求15所述的方法,
其中形成绝缘屏蔽层的步骤包括如下步骤:
在该多个毛细管单元的下表面上形成掩模层;以及
在该主体的从该掩模层暴露的外圆周表面上选择性地形成电介质层。
23.如权利要求22所述的方法,
其中该电介质层通过阳极氧化法形成。
24.如权利要求22所述的方法,
其中该导电主体由包括铝的导电材料制成,并且
其中形成电介质层的步骤包括通过阳极氧化法或薄膜沉积法在该导电主体上形成氧化铝层的步骤。
25.如权利要求22所述的方法,
其中该导电主体由非铝导电材料制成,并且
其中形成电介质层的步骤包括如下步骤:
通过薄膜沉积法形成铝层以覆盖该主体的外圆周表面;以及
执行通过阳极氧化法将该铝层转变成氧化铝层的相变。
26.如权利要求22所述的方法,
其中该导电主体由非铝导电材料制成,并且
其中形成电介质层的步骤包括通过薄膜沉积法形成氧化铝层以覆盖该主体的外圆周表面的步骤。
27.如权利要求22所述的方法,还包括在形成电介质层的步骤后去除该掩模层的步骤。
28.如权利要求15所述的方法,
其中提供包括多个毛细管单元的导电主体的步骤包括如下步骤:
提供包括第一导电物质的圆柱芯;
在该圆柱芯上形成包括第二导电物质的外圆周层;以及
通过去除外圆周层的部分形成多个毛细管单元,从而暴露该圆柱芯且呈现凹凸形状。
29.如权利要求28所述的方法,
其中形成多个毛细管单元的步骤包括通过钻石切割法或激光切割法去除该外圆周层的部分的步骤,从而暴露该圆柱芯。
30.如权利要求28所述的方法,
其中形成绝缘屏蔽层的步骤包括如下步骤:在该第一导电物质和第二导电物质的仅该第二导电物质上可选择性地形成电介质层的条件下,在呈现凹凸形状的该外圆周层上形成电介质层以暴露该毛细管单元的下表面的至少部分。
31.如权利要求30所述的方法,
其中该第一导电物质包括铁,该第二导电物质包括铝,并且该电介质层包括氧化铝(Al2O3)。
32.如权利要求32所述的方法,
其中该电介质层通过阳极氧化铝形成。
33.如权利要求15所述的方法,
其中该多个毛细管单元形成条形图案,并且该条形图案形成为沿着该主体的旋转轴的方向延伸。
34.如权利要求33所述的方法,
其中该条形图案以固定间隔规则排列。
35.如权利要求15所述的方法,
其中该屏蔽层包括氧化铝(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。
36.一种用于等离子体发生器的旋转电极的制造方法,该方法包括如下步骤:
在圆柱体的外圆周表面上形成多个毛细管单元;
形成电介质层以覆盖其上形成有该毛细管单元的该主体的外圆周表面;以及
通过选择性地去除该电介质层的部分形成绝缘屏蔽层,该绝缘屏蔽层暴露该多个毛细管单元的至少下表面。
37.如权利要求36所述的方法,
其中形成电介质层的步骤包括如下步骤:
形成铝层或铝合金层以覆盖该主体的该外圆周表面;以及
执行该铝层或铝合金层的阳极氧化。
38.一种等离子体发生器,包括:
第一电极,用于设置基板;以及
第二电极,与该第一电极分隔且包括多个毛细管单元和导电多孔层,毛细管单元包括设置在与该第一电极相对表面上的主体,在主体之间限定腔体,导电多孔层位于该腔体上。
39.如权利要求38所述的等离子体发生器,
其中该导电多孔层包括多个相互连接的微孔以使得气体可以进入该腔体中。
40.如权利要求39所述的等离子体发生器,
其中该微孔的尺寸对应于ASTM No5至400。
41.如权利要求38所述的等离子体发生器,
其中该多个毛细管单元的主体是绝缘材料。
42.如权利要求14所述的等离子体发生器,
其中该绝缘材料包括氧化铝(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。
43.如权利要求38所述的等离子体发生器,
其中该多个毛细管单元的主体是绝缘材料,并且
其中该第二电极包括绝缘层以屏蔽该主体的侧表面和上表面。
44.如权利要求38所述的等离子体发生器,还包括:
通道,设置在该导电多孔层上,使得放电气体可以通过该导电多孔层注入到该腔体中。
45.如权利要求38所述的等离子体发生器,还包括:
位于该第一电极和该基板之间的电介质层。
46.如权利要求38所述的等离子体发生器,
其中该第一电极是板状电极,并且该第二电极是面对该第一电极的板状电极。
47.如权利要求38至46中任何一项所述的等离子体发生器,
其中该导电多孔层包括导电金属、导电合金、导电陶瓷、导电碳体和导电聚合物中的至少一种。
48.如权利要求38所述的等离子体发生器,
其中该腔体以固定间隔规则排列。
49.如权利要求38所述的等离子体发生器,
其中该腔体的宽度范围为200μm至10mm,并且该腔体的高宽比范围为1至200。
50.如权利要求38所述的等离子体发生器,还包括:
腔室,在该腔室中设置该板状的第一电极和该第二电极,并且
其中该腔室包括放电气体进口和放电气体出口。
51.一种执行基板等离子体处理的方法,该方法包括以下步骤:
制备等离子体发生器,其包括第一电极和第二电极,该第二电极包括多个毛细管单元和导电多孔层,毛细管单元包括与该第一电极分隔的主体,该主体设置在与该第一电极相对的表面上且在其间限定腔体,该导电多孔层位于该腔体的下表面上;
在该第一电极上设置基板;
通过该导电多孔层将放电气体注入到该多个毛细管单元的该腔体中;以及
在该多个毛细管单元的该下表面和该第一电极上的该基板之间产生等离子体。
52.一种用于形成具有混合结构的薄膜的方法,该方法包括如下步骤:
在基板和圆柱旋转电极之间注入反应气体;
通过在该基板和该旋转电极之间产生等离子体,在该基板和该旋转电极之间引起反应气体的化学反应;以及
旋转该旋转电极的同时相对于该旋转电极相对地移动该基板,在该基板上交替地堆叠至少一个晶体层和至少一个非晶层。
53.如权利要求52所述的方法,
其中交替堆叠的步骤包括交替堆叠至少一个晶体层和至少一个非晶层的步骤,每次沿着一个方向仅扫描该基板一次。
54.如权利要求52所述的方法,
其中该交替堆叠的步骤通过相对于该旋转电极相对地前后扫描该基板至少一次而实现。
55.如权利要求52所述的方法,
其中在该注入步骤中设置多个旋转电极,并且
其中该交替堆叠的步骤通过连续移动该基板通过该多个旋转电极而实现。
56.如权利要求52所述的方法,
其中该交替堆叠的步骤包括如下步骤:通过卷对卷工艺在一对辊子之间连续传递该基板,在该基板上交替堆叠多个晶体层和多个非晶层。
57.如权利要求56所述的方法,
其中该基板设置在于辊子对之间连续环行的带子上,并且旋转电极对设置在该带子的外侧之上和之下,并且
其中该引起反应气体化学反应的步骤通过在该旋转电极对和该基板之间产生等离子体而实现。
58.如权利要求52所述的方法,
其中该交替堆叠由卷轴对卷轴工艺通过在卷轴对之间连续移动该基板而实现。
59.如权利要求52所述的方法,
其中该反应气体包括硅源气体,
其中该晶体层包括晶体硅层,并且
其中该非晶层包括非晶硅层。
60.一种形成具有混合结构的薄膜的方法,该方法包括如下步骤:
在化学气相沉积(CVD)装置内的基板和圆柱旋转电极之间注入反应气体;
通过在该基板和该旋转电极之间产生等离子体在该基板和该旋转电极之间引起该反应气体的化学反应;以及
通过旋转该旋转电极的同时相对于该旋转电极以第一速度相对地移动该基板而在该基板上形成包括微晶的非晶层,
其中该第一速度大于第二速度,该第二速度是形成至少一个晶体层和至少一个非晶层交替地堆叠在该基板上的混合结构时该基板的运动速度。
61.如权利要求60所述的方法,
其中该反应气体包括硅源气体,
其中该微晶包括硅微晶,并且
其中该非晶层包括非晶硅层。
等离子体发生器、用于等离子体发生器的旋转电极的制造\n方法、执行基板的等离子体处理的方法、以及采用等离子体\n形成具有混合结构的薄膜的方法\n技术领域\n[0001] 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。\n[0002] 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。\n背景技术\n[0003] 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。\n[0004] 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。\n发明内容\n[0005] 技术问题\n[0006] 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。\n[0007] 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。\n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。\n[0008] 然而,上面的任务仅为说明性的,而不限制本发明的范围。\n[0009] 技术方案\n[0010] 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;\n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。\n[0011] 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。\n[0012] 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。\n这里,多个毛细管单元可以以固定间隔规则排列。\n[0013] 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。\n[0014] 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。\n[0015] 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。\n[0016] 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。\n[0017] 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。\n[0018] 屏蔽层的厚度范围可为10μm至10mm。\n[0019] 根据本发明的另一个方面,提供了一种执行基板等离子体处理的方法。该方法包括如下步骤:在板状下电极上设置基板;将反应气体注射到基板上;以及通过在板状下电极和圆柱旋转电极之间产生等离子体而引起反应气体的化学反应,并且圆柱旋转电极包括导电主体和屏蔽层,导电主体的外圆周表面上具有多个毛细管,屏蔽层由绝缘材料或电介质材料制造且暴露多个毛细管单元的下表面并屏蔽其它部分,并且等离子体产生在圆柱旋转电极的毛细管单元的下表面和板状下电极上的基板之间。\n[0020] 根据本发明的一个方面,提供了一种用于等离子体发生器的旋转电极的制造方法。该方法包括如下步骤:提供包括多个毛细管单元的导电主体;以及在该主体的外圆周表面上形成绝缘屏蔽层以暴露多个毛细管单元的下表面的至少部分。\n[0021] 形成绝缘屏蔽层的步骤可包括如下步骤:形成电介质层以覆盖主体的外圆周表面;在多个毛细管单元的下表面的至少部分上选择性去除电介质层。\n[0022] 导电主体可由包括铝的导电材料制造,并且形成电介质层的步骤可包括通过阳极氧化法或薄膜沉积法在导电主体上形成氧化铝层的步骤。\n[0023] 导电主体可由非铝导电材料制成,并且形成电介质层的步骤可包括如下步骤:通过薄膜沉积法形成铝层以覆盖主体的外圆周表面;以及执行通过阳极氧化法将铝层转变为氧化铝层的相变。\n[0024] 导电主体可由非铝导电材料制成,并且形成电介质层的步骤可包括通过薄膜沉积法形成氧化铝层以覆盖主体的外圆周表面的步骤。\n[0025] 可通过阳极氧化法或薄膜沉积法执行形成电介质层的步骤。\n[0026] 可通过钻石切割法或激光切割法执行选择性去除电介质层的步骤。\n[0027] 形成绝缘屏蔽层的步骤可包括如下步骤:在多个毛细管单元的下表面上形成掩模层;在主体从掩模层暴露的外圆周表面上选择性地形成电介质层。\n[0028] 电介质层可通过阳极氧化法形成。\n[0029] 该方法还可包括在形成电介质层的步骤后去除掩模层的步骤。\n[0030] 提供包括多个毛细管单元的导电主体的步骤可包括如下步骤:提供包括第一导电物质的圆柱芯;在圆柱芯上形成包括第二导电物质的外圆周层;以及通过去除外圆周表面的部分形成多个毛细管单元从而暴露圆柱芯且呈现凹凸形状。\n[0031] 此外,形成绝缘屏蔽层的步骤可包括这样的步骤,在其中电介质层可选择性地仅形成在第一导电物质和第二导电物质中的第二导电物质上的条件下在其中呈现凹凸形状的外圆周层上形成电介质层,从而暴露毛细管单元的下表面的至少部分。这里,第一导电物质可包括铁,第二导电物质可包括铝,并且电介质层可包括氧化铝(Al2O3)。电介质层可通过阳极氧化铝形成。\n[0032] 导电主体可由包括铝的导电材料制成,并且形成电介质层的步骤可包括通过阳极氧化法或薄膜沉积法在导电主体上形成氧化铝层的步骤。\n[0033] 导电主体可由非铝导电材料制成,并且形成电介质层的步骤可包括如下步骤:通过薄膜沉积法形成铝层以覆盖主体的外圆周表面;以及执行通过阳极氧化法将铝层转变成氧化铝层的相变。\n[0034] 导电主体可由非铝导电材料制成,并且形成电介质层的步骤可包括通过薄膜沉积法形成氧化铝层以覆盖主体的外圆周表面的步骤。\n[0035] 多个毛细管单元可形成条形图案,并且条形图案可形成为沿着主体的旋转轴的方向延伸。此外,条形图案可以以固定间隔规则排列。\n[0036] 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。\n[0037] 根据本发明的另一个方面,提供了一种用于等离子体发生器的旋转电极的制造方法。该方法包括如下步骤:在圆柱主体的外圆周表面上形成多个毛细管单元;形成电介质层以覆盖主体的外圆周表面;以及通过选择性地去除电介质层的部分形成绝缘屏蔽层,该绝缘屏蔽层暴露多个毛细管单元的至少下表面。\n[0038] 该方法还可包括在形成电介质层的步骤前形成铝层或铝合金层以覆盖主体的外圆周表面的步骤。\n[0039] 电介质层可通过执行铝或铝合金层的阳极氧化而形成。\n[0040] 根据本发明的一个方面,提供了一种等离子体发生器。该等离子体发生器包括用于设置基板的第一电极;以及第二电极,该第二电极与第一电极分隔且包括多个毛细管单元以及导电多孔层,毛细管单元包括设置在与第一电极相对的表面上且在其间限定腔体的主体,导电多孔层位于腔体上。\n[0041] 导电多孔层可包括多个相互连接的微孔以使得气体可以进入腔体。\n[0042] 微孔的尺寸可对应于ASTM No 5至400。\n[0043] 多个毛细管单元的主体可为绝缘材料。\n[0044] 绝缘材料可包括氧化铝(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。\n[0045] 多个毛细管单元的主体可为绝缘材料,并且第二电极可包括绝缘层,该绝缘层屏蔽主体的侧表面和上表面。\n[0046] 等离子体发生器还可包括设置在导电多孔层上的通道,使得放电气体可以通过导电多孔层注入腔体中。\n[0047] 等离子体发生器还可包括在第一电极和基板之间的电介质层。\n[0048] 第一电极可为板状电极,并且第二电极可为面对第一电极的板状电极。\n[0049] 导电多孔层可包括导电金属、导电合金、导电陶瓷、导电碳体和导电聚合物中的至少一种。\n[0050] 腔体可以以固定间隔规则排列。\n[0051] 腔体的宽度范围为100μm至10mm,并且腔体的高宽比范围为1至200。\n[0052] 等离子体发生器还可包括腔室,该腔室中设置板状第一电极和第二电极,并且该腔室可包括放电气体进口和放电气体出口。\n[0053] 根据本发明的另一个方面,提供了一种用于执行基板的等离子体处理的方法。该方法包括如下步骤:制备等离子体发生器,其包括第一电极、第二电极和导电多孔层,第二电极包括多个毛细管单元和导电多孔层,毛细管单元包括与第一电极分隔、设置在与第一电极相对的表面上且在其间限定腔体的主体,导电多孔层位于腔体的下表面上;在第一电极上设置基板;通过导电多孔层将放电气体注入到多个毛细管单元的腔体中;以及在多个毛细管单元的下表面和第一电极上的基板之间产生等离子体。\n[0054] 根据本发明的实施例提供了一种用于形成具有混合结构的薄膜的方法。该方法包括如下步骤:\n[0055] 在基板和圆柱旋转电极之间注入反应气体;通过在基板和旋转电极之间产生等离子体引起基板和旋转电极之间反应气体的化学反应;以及在旋转电极旋转时相对于旋转电极移动基板而在基板上交替堆叠至少一个晶体层和至少一个非晶层。\n[0056] 在上述方法中,交替堆叠的步骤可包括交替堆叠至少一个晶体层和至少一个非晶层,每次沿着一个方向仅扫描基板一次。\n[0057] 在上述方法中,交替堆叠的步骤可通过相对于旋转电极选择性地前后扫描基板至少一次而实现。\n[0058] 在上述方法中,交替堆叠的步骤可包括通过卷对卷过程在一对辊子之间连续传递基板在基板上交替堆叠多个晶体层和多个非晶层的步骤。\n[0059] 在上述方法中,基板可设置在辊子对之间连续环行的带子上,且旋转电极对可设置在带子的外侧之上和之下,并且引起反应气体化学反应的步骤可通过在旋转电极对和基板之间产生等离子体而执行。\n[0060] 在上述方法中,交替堆叠可通过卷轴到卷轴的过程在卷轴对之间连续移动基板而实现。\n[0061] 根据本发明的另一个实施例提供了一种形成具有混合结构的薄膜的方法。该方法包括如下步骤:\n[0062] 在化学气相沉积(CVD)装置内的基板和圆柱旋转电极之间注入反应气体;通过在基板和旋转电极之间产生等离子体在基板和旋转电极之间引起反应气体的化学反应;以及通过在旋转电极旋转时相对于旋转电极以第一速度相对地移动基板,在基板上形成包括微晶的非晶层。第一速度可大于第二速度,第二速度是用于形成其中至少一个晶体层和至少一个非晶层交替地堆叠在基板上的混合结构时基板的运动速度。\n[0063] 在上述方法中,反应气体可包括硅源气体,微晶可包括硅微晶,并且非晶层可包括非晶硅层。\n[0064] 有益效果\n[0065] 如上所述的本发明的一个实施例,通过防止等离子体到电弧的转变,能以近大气压的压力稳定地产生等离子体。根据如上所述的本发明另一个实施例的等离子体发生器的制造方法,能提供用于等离子体发生器的旋转电极,其能通过防止等离子体到电弧的转变以近大气压的压力稳定地产生等离子体。如上所述的本发明的再一个实施例,能通过防止等离子体到电弧的转变,导致稳定的辉光放电且以近大气压的压力稳定地产生高密度等离子体。如上所述的本发明的又一个实施例,通过相对于旋转电极相对地移动基板且沿着至少一个方向扫描基板能形成具有混合结构的薄膜。这些方法易于控制,并且比控制反应气体百分比的方法更加经济。然而,这些效果不限制本发明的范围。\n附图说明\n[0066] 图1是根据本发明实施例的等离子体发生器100的示意性截面图。\n[0067] 图2是图1的等离子体发生器100的示意性透视图,示出了旋转电极和基板的布置。\n[0068] 图3是图1所示旋转电极140的局部放大示意图。\n[0069] 图4是图1所示旋转电极140的另一个局部放大示意图。\n[0070] 图5和图7示出了根据比较示例测得的等离子体OES分析结果。\n[0071] 图6是根据本发明比较示例的旋转电极的示意性局部截面图。\n[0072] 图8示出了根据本发明实验示例测得的等离子体OES分析的结果。\n[0073] 图9示出了对于比较示例和实验示例的等离子体发光强度与压力。\n[0074] 图10是图1所示旋转电极的局部放大示意图。\n[0075] 图11是示出制造根据本发明实施例的旋转电极方法的流程图。\n[0076] 图12是顺序示出根据本发明实施例的旋转电极的制造工艺的截面图。\n[0077] 图13是示出制造根据本发明另一个实施例的旋转电极方法的流程图。\n[0078] 图14是顺序示出根据本发明另一个实施例的旋转电极的制造工艺的截面图。\n[0079] 图15是示出制造根据本发明再一个实施例的旋转电极的制造方法的流程图。\n[0080] 图16是顺序示出制造根据本发明再一个实施例的旋转电极的方法的截面图。\n[0081] 图17是根据本发明再一个实施例制造的旋转电极的局部放大示意图。\n[0082] 图18是根据本发明实施例的等离子体发生器200的示意性截面图。\n[0083] 图19是根据本发明另一个实施例的等离子体发生器201的示意性截面图。\n[0084] 图20是根据本发明再一个实施例的等离子体发生器206的示意性截面图。\n[0085] 图21是根据本发明实施例的等离子体CVD装置的示意性截面图。\n[0086] 图22是图21的等离子体CVD装置的示意性透视图,示出了旋转电极和基板的设置。\n[0087] 图23是采用根据本发明实施例的等离子体CVD装置形成薄膜的方法的示意性截面图。\n[0088] 图24是采用根据本发明另一个实施例的等离子体CVD装置形成薄膜的方法的示意性截面图。\n[0089] 图25是示出根据本发明实施例形成的硅薄膜的混合结构的TEM照片。\n[0090] 图26-28是采用根据本发明又一个实施例的等离子体CVD装置制造薄膜的方法的示意性截面图。\n[0091] 图29是示出根据本发明另一个实验示例形成的薄膜的混合结构的TEM照片。\n[0092] 图30示出了图29的硅薄膜的内部区域的衍射环图案和暗场TEM照片。\n[0093] 图31是示出由DBD电极产生的等离子体形成的硅薄膜的结晶度分析的图线。\n[0094] 图32是示出由毛细管电极产生的等离子体形成的硅薄膜的结晶度分析的图线。\n具体实施方式\n[0095] 在下文,将参考附图详细描述本发明的实施例。然而,本发明不应解释为限于本文阐述的实施例。相反,本发明可以以不同的形式实施。提供这些实施例从而使本公开透彻且全面,并且向本领域的技术人员全面呈现本发明的范围。此外,附图中所示的每个部件的尺寸为了图示清楚而可能被夸大。\n[0096] 在下面所阐述的实施例中,x、y和z轴不应解释为限于三个笛卡尔轴。相反,它们可广义地解释为包括三个笛卡尔轴。例如,尽管x、y和z轴可以以直角彼此相交,但是它们可指向不以直角彼此相交的不同方向。\n[0097] 毛细管放电等离子体发生器\n[0098] 图1是根据本发明实施例的等离子体发生器100的示意性截面图。图2是图1的等离子体发生器100的示意性透视图,示出了旋转电极和基板的设置。\n[0099] 参见图1和2,提供用于限定反应空间的腔室110。用于将反应气体注入腔室110的注射阀150可设置在腔室110的一侧,并且用于排放腔室110中的反应气体到外面的排放阀155可设置在腔室110的另一侧。腔室110的形状仅为示例性的,而不限制该实施例的范围。例如,腔室110可提供为具有如图1所示的多边形形状,或者圆形或圆屋顶型。\n[0100] 注射阀150连接到气体源(未示出),并且控制流速的气体流量计可连接在注射阀150和气体源之间。选择性地,排放阀155可连接到泵(未示出)以易于排放反应气体或其它气体到外面。然而,如果腔室110在大气压下运行,则可省略泵。注射阀150和排放阀155的形状和设置可适当调整,而不限制该实施例的范围。\n[0101] 基板130可设置在腔室110内,从而基板130设置在板状下电极120上。板状下电极120可包括加热器以加热基板130。例如,板状下电极120可提供为具有其中安装有加热器的热板。基板130可以以不同的方式提供。例如,基板13可提供为具有诸如硅的半导体晶片以制造半导体装置,或者可提供为具有玻璃基板或塑料基板以制造显示装置或太阳能电池。另一方面,在另一个实施例中,基板130可提供为以卷对卷或者卷轴对卷轴的方式与下电极120整体形成,或提供在下电极120上。\n[0102] 旋转电极140可提供在板状下电极120上,使得旋转电极140和基板130彼此面对。例如,旋转电极140可提供为在中心上具有旋转轴145,从而旋转电极140是可旋转的。\n例如,旋转电极140可提供为具有各种形状,例如,圆柱形状。旋转电极140的另一个示例可具有多边形的形状,其结构为关于旋转轴145对称。\n[0103] 旋转轴145可连接到驱动单元(未示出)以接受驱动力。旋转电极140可连接到电源单元146以被提供有电力,并且,例如,旋转轴145可连接到电源单元146。电源单元\n146可以是交流(AC)或直流(DC)电源。例如,电源单元146可提供交流电力,其频率范围为50Hz至10GHz。\n[0104] 圆柱旋转电极140绕旋转轴145旋转,并且可在x轴的正或负方向上延伸。板状下电极120可垂直于旋转轴145移动,例如,在y轴的正或负方向上移动。因此,基板可相对于圆柱旋转电极140移动。第二示例可为板状下电极120是固定的,并且圆柱旋转电极\n140可旋转,且同时在y轴的正或负方向上移动。\n[0105] 当反应气体通过注射阀150流入腔室110且电力提供到圆柱旋转电极140时,可在圆柱旋转电极140和基板130之间产生等离子体。等离子体可通过激活反应气体而引起化学反应。为了控制等离子体的产生,可能需要适当控制圆柱旋转电极140和基板130之间的间隙,例如,控制在0.1mm至5mm的范围内。同时,与反应气体一起的惰性气体可注入腔室110中以控制或者冲淡腔室110中的大气。\n[0106] 旋转电极140的主体141的毛细管单元144可提供成条形图案,如图2所示。例如,条形图案可与旋转轴145平行延伸。此外,条形图案可以以固定间隔规则排列。条形图案的方向垂直于基板运动的方向,并且因此可有利于控制等离子体处理的均匀性。然而,在该实施例的变型实施例中,条形图案的方向可设置为在旋转电极140的圆周方向上延伸。\n此外,在该实施例的另一个变型实施例中,毛细管单元144可设置成各种图案,例如,螺旋图案。\n[0107] 可采用上述的等离子体发生器100执行基板130的等离子体处理。首先,基板130可设置在板状下电极120上。然后,通过注射阀150将反应气体注入腔室110中,可将反应气体提供到基板130。然后,通过在板状下电极120和旋转电极140之间产生等离子体,引起反应气体的化学反应。\n[0108] 根据上述的等离子体发生器,等离子体的产生被控制,并且因此等离子体可保持在接近大气压的压力。等离子体可用于在基板130上沉积薄膜或者蚀刻薄膜。\n[0109] 图3是图1所示圆柱旋转电极140的局部放大示意图。\n[0110] 参见图3,圆柱旋转电极140可包括连接到旋转轴145的导电主体141。主体141可包括各种导电材料,例如,导电金属、导电陶瓷、导电碳体和导电聚合物中的至少一个。\n[0111] 此外,多个毛细管143提供在主体141的外圆周表面上。毛细管143包括由下表面143a和侧壁143b限定的空间,并且该空间可具有沟槽的形状。然而,该空间的形状仅为示例性的,而不限制实施例的范围。例如,下表面143a和侧壁143b限定的空间可具有毛细管形式的窄长形状。此外,平行于下表面和/或侧壁的截面可具有圆形、椭圆或多边形形状的凹入图案。\n[0112] 毛细管单元143可设置成如图2所示的线性构造。例如,该线性构造可平行于旋转轴(在图2中的x轴的正或负方向上)延伸,并且以固定间隔规则排列。线性构造的方向垂直于基板移动的方向,并且因此可有利于控制等离子体处理的均匀性。然而,在该实施例的变型实施例中,线性构造的方向可设置为在旋转电极140的圆周方向上延伸。此外,在该实施例的另一个变型实施例中,毛细管单元143可设置成各种图案,例如,螺旋图案。\n[0113] 由绝缘材料或电介质材料制成的屏蔽层144可设置在主体141的外圆周表面上,从而暴露毛细管单元143的至少下表面143a。例如,屏蔽层144暴露毛细管单元143的下表面143a且屏蔽主体141的圆周表面的其它部分。屏蔽层144可包括各种电介质材料,例如,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)中的至少一个。\n[0114] 在上述结构中,毛细管单元143的下表面143a之外的区域由屏蔽层144围绕,并且因此由于电势集中等离子体的产生可发生在毛细管单元143的所有方向(特别是,在半径方向上)。就是说,由于电场施加到圆柱旋转电极140,电场在毛细管单元143的下表面\n143a上累积且加强,因此实现毛细管放电的效应。\n[0115] 可控制毛细管单元143的下表面143a的宽度和侧壁143b的高度以控制等离子体的产生。例如,通过控制圆柱旋转电极140的转数、毛细管单元143数和/或其形状等可执行等离子体放电的开启/关闭控制。该结构可帮助控制等离子体的产生且防止电弧的产生,因此甚至在接近大气压的压力下也稳定地保持等离子体。\n[0116] 例如,毛细管单元143的下表面143a的宽度范围可为100μm至10mm,并且毛细管单元143的高宽比142b/142a范围可为约1至约200。侧壁143b的高宽比表示侧壁143b的高度与下表面143a的宽度之比。同样,屏蔽层144的厚度范围可为10μm至10mm。如果屏蔽层144的厚度等于或小于10μm,则放电效应不足,并且因此产生电弧。如果屏蔽层\n144的厚度等于或大于10mm,则实现了强放电效应,但是放电的起始电压和维持电压可能变得很高。\n[0117] 可采用上述等离子体发生器100执行基板130的等离子体处理。首先,基板130可设置在板状下电极120上。然后,反应气体可注入腔室110中以及基板130上。然后,通过在板状下电极120和圆柱旋转电极140之间产生等离子体可引起反应气体的化学反应。\n根据上述等离子体发生器,等离子体的产生被控制,并且因此等离子体可保持在接近大气压的压力。等离子体可用于在基板130上沉积薄膜或者蚀刻薄膜。\n[0118] 图4是图1所示圆柱旋转电极140的另一个局部放大示意图。\n[0119] 参见图4,导电层148形成在毛细管单元143的下表面143a上。因为图4所示的除导电层148之外的元件与图3所示的相同,所以将省略其重复的说明。\n[0120] 例如,导电层148可包括金属、合金、导电陶瓷、导电碳体和导电聚合物的至少一种,这些材料的二次电子发射系数均高于下表面143a。导电层148可至少覆盖毛细管单元\n143的下表面143a,并且可覆盖除侧壁143b之外的下表面143a的至少部分。\n[0121] 在下文,提供实验示例以帮助理解本发明。然而,下面的实验示例是图3所示的实施例,并且仅提供为帮助理解本发明,而不限制本发明的范围。下面比较示例和实验示例中的板状下电极包括铜且保持在室温下。\n[0122] 比较示例1\n[0123] 在该比较示例中,基板和旋转电极之间的间隙控制为0.4mm,排放阀打开以排空腔-2\n室至2.5×10 Torr的真空压力,然后关闭排放阀。然后,打开注射阀以将氢气和氦气注入腔室至压力300Torr。氢气的流速为约10sccm,并且氦气的流速为约10slm。\n[0124] 其上没有形成毛细管单元的旋转电极以1000rpm的转速旋转,并且由200W的电源施加150MHz的频率。光发射光谱学(OES,optical emission spectroscopy)系统安装在腔室中可监测等离子体的位置,并且等离子体的发光强度在各个波长被测量。\n[0125] 此外,以与上述流速相同的流速注入氢气和氦气,并且腔室中的压力变化到400和500Torr时,重复实验。\n[0126] 参见图5,可确定氢气和氦气的峰值波长分别确定为656.2nm和706nm。就是说,可确定产生了氦等离子体和氢等离子体。\n[0127] 比较示例2\n[0128] 图6是根据本发明比较示例的旋转电极的示意性局部截面图。参见图6,屏蔽层\n144全部形成在旋转电极的外圆周表面上。\n[0129] 图7示出了采用图6的等离子体发生器测得的等离子体的OES分析结果。\n[0130] 参见图7,识别出了氦气的弱峰值波长,但是氢的峰值波长几乎无法识别。\n[0131] 实验示例1\n[0132] 图8示出了根据本发明实验示例测得的等离子体OES分析的结果,其中,毛细管单元143的下表面143a上的屏蔽层144产生了本发明的效果。在该实验示例中采用了与图\n1中等离子体发生器的相同的等离子体发生器。\n[0133] 参见图8,观察到氦的各种子峰值波长以及峰值波长(706.5nm)。\n[0134] 图9示出了比较示例和实验示例的氦峰值波长706.5nm的等离子体发射强度与压力的关系。\n[0135] 参见图9,在如上的300Torr压力下,观察到等离子体强度比其上没有形成毛细管单元的传统旋转电极产生的等离子体约大9倍。\n[0136] 同样,图31是示出通过DBD(Dielectric Barrier Discharge,电介质阻挡放电)电极产生的等离子体形成的硅薄膜的结晶度分析的图线,而图32是示出从毛细管电极产生等离子体形成的硅薄膜的结晶度分析的图线。\n[0137] 参见图31,从DBD电极产生的等离子体在400Torr的压力和H2/SiH4比率为15的情况下产生,并且硅薄膜以30mm/s的扫描速度以0.153nm/s的生长速度形成。这里,结晶度分析为11.5%。然而,参见图32,从毛细管电极产生的等离子体在400Torr的压力和H2/SiH4比为15的情况下产生,并且硅薄膜以30mm/s的扫描速度以0.353nm/s的生长速度形成。这里,结晶度分析为16.5%,并且确定比上述从DBD电极产生的等离子体提高了43%。\n[0138] 采用毛细管放电的等离子体发生器的制造方法\n[0139] 图10是图1所示旋转电极140的局部放大示意图。\n[0140] 参见图10,旋转电极140可包括连接到旋转轴145的导电主体141。\n[0141] 多个毛细管143提供在主体141的外圆周表面上。毛细管143包括由下表面143a和侧壁143b限定的空间,并且该空间可具有沟槽的形状。空间的形状仅为示例性的,而不限制实施例的范围。例如,由下表面143a和侧壁143b限定的空间可具有毛细管形式的窄长形状。此外,平行于下表面143a和/或侧壁143b的截面可具有圆形、椭圆或多边形的形状。如果由下表面143a和侧壁143b限定的空间理解为凹陷部分,则在该凹陷部分周围的突出的部分理解为凸起部分142。\n[0142] 在该实施例中,凸起部分142描述为与主体141整体形成。例如,可通过蚀刻主体\n141的外圆周表面以形成凹凸图案而形成毛细管单元143,并且凹凸图案可由凹入和凸起部分均匀地限定。在该实施例的变型实施例中,可形成单独的图案作为在主体141上的凸起部分142。这里,凸起部分142和主体141可由相同的物质或不同的物质制造。形成在主体141上的凸起部分142可具有各种形状,例如,三角形、多边形和圆形等。\n[0143] 绝缘屏蔽层144可设置在主体141的外圆周表面上,从而至少暴露毛细管单元143的下表面143a。例如,屏蔽层144可暴露毛细管单元143的下表面143a,并且屏蔽主体141的圆周表面的其它部分。第二示例可为毛细管单元413的侧表面143b和凸起部分142的上表面142c由屏蔽层144覆盖。第三示例可为屏蔽层144形成为暴露毛细管单元143的下表面143a以及侧壁143b的下部,并且覆盖凸起部分142的侧表面143b的上部和上表面142c。\n屏蔽层144可包括各种电介质层,例如,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)的至少一种。\n[0144] 在上面的结构中,毛细管单元143除了下表面143a外由屏蔽层144围绕,并且因此由于电势集中而可以在毛细管单元143的所有方向上(特别是,在半径方向上)发生等离子体的产生。就是说,由于电场施加到旋转电极140,该电场在毛细管单元143的下表面\n143a上累积且加强,因此实现毛细管放电效应。\n[0145] 可控制毛细管单元143的宽度、高度等以控制等离子体的产生。例如,可通过控制圆柱旋转电极140的转数、毛细管单元143数量和/或其形状等实现等离子体放电的启动/停止控制。该结构可帮助控制等离子体的产生且防止电弧的产生,因此甚至在接近大气压的压力下也稳定地保持等离子体。\n[0146] 例如,毛细管单元143的下表面143a的宽度范围可为100μm至10mm,并且毛细管单元143的高宽比范围可为约0.1至约200。毛细管单元143的高宽比表示侧表面143b的高度与下表面143a的宽度比。同样,屏蔽层144的厚度范围可为10μm至10mm。如果屏蔽层144的厚度等于或小于10μm,则放电效应不足,并且因此产生电弧。如果屏蔽层144的厚度等于或大于10mm,则实现强放电效应,但是放电的起始电压和维持电压可能变得很高。\n[0147] 根据上述等离子体发生器,等离子体的产生得到控制,并且因此等离子体可保持在接近大气压的压力。该等离子体可用于在基板130上沉积薄膜或者蚀刻薄膜。\n[0148] 图11是示出制造根据本发明实施例的旋转电极的方法的流程图,而图12是顺序示出根据本发明实施例的旋转电极的制造工艺的截面图。\n[0149] 参见图11和12,提供包括多个毛细管单元143的导电主体141(S11)。图12(a)所示的主体141可包括各种导电材料,例如,导电金属、导电陶瓷、导电碳体和导电聚合物的至少一种。主体141可制造为在其外圆周表面上包括凹凸图案。例如,主体141的一部分可被去除,从而暴露毛细管单元143的下表面143a。这里,导电金属指的是电流通过其流过且可用作电极的金属,并且可包括铝或铝合金等。\n[0150] 然后,如图12的(b)所示,绝缘电介质层144a形成为覆盖主体141的外圆周表面(S12)。电介质层144a可包括各种电介质材料,包括氧化物。例如,电介质层144a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)的至少一种。\n[0151] 可采用各种方法形成电介质层144a,这些方法可包括阳极氧化法、喷涂法或薄膜沉积法等。例如,如果主体141由作为导电金属的铝或铝合金制造,则阳极氧化法可用于形成氧化铝(Al2O3)电介质层144a。第二示例可为薄膜沉积法,薄膜沉积法可用于形成由石英(SiO2)或氧化镁(MgO)制成的电介质层。薄膜沉积法可包括物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。\n[0152] 选择性地,氧化铝(Al2O3)电介质层可形成在非铝材料上。可采用薄膜沉积法将铝或铝合金沉积在导电主体141上,然后,铝或铝合金可通过阳极氧化法氧化以形成电介质层144a。\n[0153] 例如,可通过直接在非铝导电材料制成的圆柱结构上形成凹凸图案而实施图\n12(a)所示的主体141,从而呈现毛细管单元143的下表面143a。由铝制成的电介质层可采用PVD或CVD沉积在非铝导电材料制成的主体141的外圆周表面上且如上述形成。此外,可通过执行在由铝制造的电介质层上氧化之类的阳极氧化法而形成氧化铝(Al2O3)电介质层144a,从而发生相变。同样,在变型实施例中,在没有采用阳极氧化法的情况下,由氧化铝(Al2O3)制成的电介质层144a可采用PVD或CVD直接沉积在由非铝导电材料制成的主体的外圆周表面上。\n[0154] 然后,如图12(c)所示,毛细管单元143的至少下表面上的电介质层144a被选择性地去除,从而形成绝缘屏蔽层144(S13)。例如,毛细管单元143的至少下表面143a被选择性去除,并且可形成绝缘屏蔽层144,其在主体141的外圆周表面上暴露毛细管单元143的下表面143a。\n[0155] 例如,电介质层144a可去除使毛细管单元143的下表面143a完全暴露,从而可形成屏蔽层144以覆盖毛细管单元143的侧壁143b和凸起部分142的上表面142c。第二示例可为电介质层144a在毛细管单元143的下表面143a上的部分被去除,从而屏蔽层144形成为暴露毛细管单元143的下表面143a的至少部分。\n[0156] 例如,去除电介质层144a以暴露毛细管单元143的下表面143a的方法可包括钻石切割法或激光切割法等,并且在不损坏旋转电极140的毛细管单元143的情况下可采用各种方法。例如,为了选择性地去除电介质层144a,在适当的掩模工艺后执行湿蚀刻或等离子体蚀刻。\n[0157] 同样,在该实施例的变型实施例中,在如图12(b)所示形成电介质层144a后,可另外在毛细管单元143的下表面143a上形成导电材料(未示出)。这里,屏蔽层可为电介质层144a的由导电材料暴露的保留部分。\n[0158] 图13是示出根据本发明另一个实施例的旋转电极的制造方法的流程图,而图14是顺序示出根据本发明另一个实施例的旋转电极的制造工艺的截面图。根据该实施例的旋转电极的制造方法是改变了图11和12所示旋转电极的制造方法的几个工艺的方法,并且因此将省略两个实施例之间重复的说明。\n[0159] 参见图13和14,提供包括多个毛细管单元143的导电主体141(S21)。关于图12的说明可以参照提供主体141的步骤(21)。\n[0160] 然后,在毛细管单元143的下表面143a上(S22)形成掩模层170。例如,掩模层\n170可由与通过阳极氧化形成的电介质层144c具有蚀刻选择性的材料制成。例如,掩模层\n170可由诸如抗蚀剂、玻璃、聚酰亚胺等的材料制成。\n[0161] 可通过各种方法形成掩模层170。例如,通过在毛细管单元143上滴液体或凝胶绝缘材料的同时旋转主体141,使得绝缘材料只保留在毛细管单元143的下表面143a上而主体141的凸起部分142上的绝缘材料由于离心力而飞掉,可以形成掩模层170。第二示例可为在在形成平坦化的绝缘材料以填充毛细管单元143的空间后,通过毯式蚀刻绝缘材料从而使绝缘材料仅保留在毛细管单元143的下表面143a上,可形成掩模层170。例如,如果旋涂玻璃(SOG)绝缘材料施加在主体141上,则可形成基本上填充毛细管单元143的空间的平坦化绝缘材料,并且掩模层170可通过绝缘材料的预定量而形成。\n[0162] 然后,电介质层144c可选择性地形成在主体141的从掩模层170暴露的外圆周表面上(S23)。实质上,电介质层144c形成为暴露毛细管单元143的下表面143a,因此电介质层可为屏蔽层。\n[0163] 例如,电介质层144c可采用阳极氧化法通过氧化主体141的外圆周表面的除了其中掩模层170形成在毛细管单元的下表面143a上的部分外而形成。这里,因为掩模层170覆盖毛细管单元143的下表面143a,所以防止毛细管单元143的下表面143a的阳极氧化,并且因此其上部没有形成电介质层144c。\n[0164] 同样,如果主体141的表面不是铝材料,则可在主体141的表面上沉积铝和铝合金后采用阳极氧化法形成氧化铝(Al2O3)电介质层。\n[0165] 例如,图14(a)所示的主体141可通过在非铝导电材料制成的圆柱结构上直接形成凹凸图案而实施,从而呈现毛细管单元143的下表面143a。掩模层140形成在主体141的毛细管单元143的表面143a上,该表面由非铝导电材料制成且如上形成。掩模层170可由与通过阳极氧化形成的电介质层144c具有蚀刻选择性的材料制造。在形成掩模层170后,由铝制成的电介质层可采用PVD或CVD选择性地沉积在非铝导电材料制成的主体141的从掩模层170暴露的外圆周表面上。此外,氧化铝(Al2O3)电介质层144a可通过执行诸如阳极氧化之类的阳极氧化而形成在由铝制成的电介质层上,从而发生相变。同样,在变型实施例中,在不采用阳极氧化法的情况下,可采用PVD或CVD在由非铝导电材料制成的主体的从掩模层170暴露的外圆周表面上直接沉积由氧化铝(Al2O3)制成的电介质层144c。这里,因为掩模层170覆盖毛细管单元143的下表面143a,所以防止毛细管单元143的下表面\n143a的阳极氧化,并且因此下表面143a上不形成电介质层144c。\n[0166] 然后,去除掩模层170(S24)。例如,可采用湿蚀刻或等离子体蚀刻去除掩模层\n170。\n[0167] 图15是示出根据本发明再一个实施例制造旋转电极方法的流程图,图16是顺序示出根据本发明再一个实施例制造旋转电极方法的截面图,而图17是根据本发明再一个实施例制造的旋转电极的局部放大示意图。\n[0168] 参见图15-17,为了提供包括多个毛细管单元的导电主体141,可顺序执行步骤(S31)、步骤(S32)和步骤(S33),步骤(S31)提供包括第一导电物质的圆柱芯141,步骤(S32)在圆柱芯141的外圆周表面上形成包括第二导电物质的外圆周层142a,步骤(S33)通过去除外圆周层142a的部分从而暴露圆柱芯141且呈现凹凸形状而形成多个毛细管单元143。\n[0169] 在参考图11-14说明的上述实施例中,因为凸起部分142通过蚀刻主体141的部分而形成,所以主体141和凸起部分142由相同的物质制成且整体形成。另一方面,在参考图15和16说明的实施例中,凸起部分142不通过蚀刻圆柱芯141的一部分而是通过去除分开形成在圆柱芯141的外圆周表面上的外圆周层142a的一部分形成。因此,凸起部分142和圆柱芯141不必由相同的物质形成也不必整体形成。\n[0170] 在圆柱芯141的外圆周表面上形成包括第二导电物质的外圆周层142a的步骤(S32)中,在圆柱芯141的外圆周表面上形成外圆周层142a的方法可包括诸如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)的沉积方法。此外,在圆柱芯141的外圆周表面上形成外圆周层142a的方法可包括镀膜技术,例如,电镀、化学镀等。此外,在圆柱芯141的外圆周表面上形成外圆周层142a的方法可包括喷涂或热浸。\n[0171] 在通过去除外圆周层142a的一部分从而暴露圆柱芯141且呈现凹凸形状而形成多个毛细管单元143的步骤(S33)中,去除外圆周层142a一部分的方法例如可包括钻石切割法或激光切割法等。毛细管单元143包括由下表面143a和侧壁143b限定的空间,并且该空间可具有沟槽的形状。空间的形状仅为示例性的,而不限制实施例的范围。例如,由下表面143a和侧壁143b限定的空间可具有毛细管形式的窄长形状。此外,平行于下表面\n143a和/或侧壁143b的截面可具有圆形、椭圆或多边形的形状。如果由下表面143a和侧壁143b限定的空间理解为凹入部分,则凹入部分周围的突出部分理解为凸起部分142。\n[0172] 此外,形成绝缘屏蔽层144d的步骤(S34)可包括在其中呈现凹凸形状的外圆周层\n142a上形成电介质层144d的步骤,从而暴露毛细管单元143的下表面143a的至少部分。本发明人,注意到包括第一导电物质的圆柱芯141以及包括第二导电物质的凸起部分142由不同物质制成并通过采用其中电介质层144d仅选择性地形成在凸起部分142的表面142c和143b上的工艺简单地形成绝缘屏蔽层144d的情况。\n[0173] 在没有在毛细管单元143的下表面143a上形成电介质层144d的情况下仅在凸起部分142的表面142c和143d上选择性地形成电介质144d的方法例如可包括在一定的条件下仅氧化第一导电物质和第二导电物质中的第二导电物质的方法。例如,如果构成圆柱芯141的第一导电物质包括铁且构成凸起部分142的第二导电物质包括铝,则仅在凸起部分143的表面上选择性地包括氧化铝(Al2O3)的电介质层144d可通过阳极氧化形成。\n[0174] 在毛细管单元143的下表面143上不形成电介质层144d的情况下仅在凸起部分\n142的表面142c和143d上选择性地形成电介质层144d的方法的另一个示例可为利用润湿性差异的浸渍法。例如,电介质层144d可通过将主体141浸渍在包括电介质物质的溶液中仅形成在凸起部分142的表面142c和143b上,该溶液对于构成圆柱芯141的第一导电物质具有相对低的润湿性,并且对于构成凸起部分142的第二导电物质具有相对高的润湿性。\n[0175] 在毛细管单元143的下表面143上不形成电介质层144d的情况下仅在凸起部分\n142的表面142c和143d上选择性地形成电介质层144d的方法的再一个示例可为采用共价键差异的气相沉积。例如,电介质层144d可通过采用前驱体的气相沉积仅形成在凸起部分142的表面142c和143b上,该前驱体与构成圆柱芯141的第一导电物质形成相对强的共价键且与构成凸起部分143的第二导电物质形成弱的共价键。\n[0176] 在该实施例中,在形成电介质层以形成绝缘屏蔽层144d的步骤之前或之后形成掩模层或蚀刻电介质层的部分的步骤是不必要的。因此,预期降低制造成本的有益效果,因为随着步骤或工艺数的减少有效地形成绝缘屏蔽层。\n[0177] 尽管上述制造等离子体发生器的电极的方法示例性地涉及旋转电极的制造方法,但是本发明的概念不限于旋转电极。可见本发明的概念可应用于包括毛细管单元的导电电极的制造方法,例如,包括毛细管单元的平板电极。\n[0178] 平板型等离子体发生器\n[0179] 图18是根据本发明实施例的等离子体发生器200的示意性截面图。\n[0180] 参见图18,根据本发明实施例的等离子体发生器200可包括用于限定反应空间的腔室210、在腔室210内的第一电极220、在第一电极220上的基板230、以及与基板230分隔距离d的第二电极240。第二电极240可包括多个毛细管单元243、导电多孔层245和放电气体通道(discharge gas channel)270,毛细管单元包括设置在与第一电极220相对的表面上且在其间限定腔体241的主体242,导电多孔层245在腔体241的下表面241a上。\n[0181] 此外,可包括进口260、出口265和分别电连接到第一电极220和第二电极240且产生大气压等离子体的电源(未示出)。电源(未示出)可为DC或AC电源,并且例如可提供,具有频率范围为50Hz至10GHz的AC电源。\n[0182] 用于将放电气体注入腔室210的进口260可提供在腔室的一侧,并且用于排放腔室内的放电气体到外面的出口265可提供在腔室210的另一侧。腔室210的形状仅为示例性的,并且不限制该实施例的范围。例如,腔室210可提供为具有图18所示的多边形形状,或者圆形或圆屋顶型。\n[0183] 进口260连接到放电气体源(未示出),并且控制流速的气体流量计可连接在进口260和放电气体源之间。选择性地,出口265可连接到泵(未示出)以易于排放腔室210内的放电气体或其它气体到外面。然而,如果腔室210在大气压下运行,则可省略泵。进口\n260和出口265的形状和设置可适当调整,并且不限制该实施例的范围。\n[0184] 第一电极220提供在腔室210内,从而设置基板210。第一电极220可提供为板状形状,并且包括加热器以加热基板230。例如,板状下电极220可提供为具有热板,其中安装加热器。电介质层222可设置在基板230和第一电极220之间。基板130可以各种方式提供。例如,基板13可提供为具有诸如硅的半导体晶片以制造半导体器件,或者可提供为具有玻璃基板或塑料基板以制造显示装置或太阳能电池。\n[0185] 同样,可提供其上可安装第一电极220的平台(stage),并且该平台可沿着y轴的正或负方向移动第一电极,并且因此执行比第二电极240大的基板230的大气压等离子体处理。此外,该平台可沿着z轴的正或负方向移动,并且因此通过调整基板230和第二电极\n240之间的距离d,导致用于产生等离子体的绝缘击穿。第二示例可为第一电极210是固定的且第二电极可沿着y轴的正或负方向移动。\n[0186] 可提供与基板230分隔距离d的第二电极240。这里,第二电极240可提供为与第一电极220相对,并且可为板状形状,包括限定腔体241的多个毛细管单元243以及在腔体的下表面241a上的导电多孔层245。腔体的下表面241a可对应于导电多孔层245与下表面241a相对的表面的部分,并且主体242可包括各种绝缘材料。例如,主体可包括氧化铝(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。\n[0187] 腔体由主体242和与主体242分隔的另一个主体242限定,并且包括由下表面\n241a和侧表面241b限定的空间。该空间可为沟槽的形状,并且称为毛细管腔体。空间的形状仅为示例性的,并且不限制该实施例的范围。例如,由下表面241a和侧表面241b限定的空间可具有毛细管形式的窄长形状。此外,平行于腔体的下表面241a的截面可具有圆形、椭圆形或多边形形状的凹入图案。\n[0188] 由主体限定的毛细管腔体241可以以固定间隔规则排列。腔体的下表面241a的宽度可具有预定值,例如,范围为200μm至10mm,并且多个毛细管单元的高宽比范围可为1至200。多个毛细管单元的高宽比表示侧表面241b的高度与下表面241a的宽度之比。\n[0189] 导电多孔层245可包括从与腔体的下表面241a相对的表面延伸到腔体的下表面\n241a的多个微孔(未示出),从而通过放电气体进口260和放电气体通道270顺序流入的反应气体直接提供到腔体241中。这里描述的与腔体的下表面241a相对的表面是导电多孔层245暴露到放电气体通道270的表面。多个微孔的尺寸可对应于ASTM No 5至400。\n此外,导电多孔层245可包括各种导电物质,例如,导电金属、导电陶瓷、导电碳体和导电聚合物中的至少一种。\n[0190] 在上面的结构中,腔体的下表面214a之外的区域由绝缘体242阻挡,并且因此等离子体250的产生由于电势集中可从包括毛细管单元143的第二电极240发生在在所有方向(特别是,在半径方向上)。就是说,由于电场施加到第二电极240,电场集中且增强在腔体的下表面241a上,因此实现毛细管放电效应。\n[0191] 此外,由于放电气体直接通过导电多孔层245提供,导电多孔层245包括多个微孔从腔体的下表面241a延伸到导电多孔层245的与下表面241a相对的表面,所以可导致稳定的辉光放电,从而实现了高密度大气压等离子体。\n[0192] 图19是根据本发明另一个实施例的等离子体发生器201的示意性截面图。\n[0193] 参见图19,包括多个毛细管单元的主体244是导电材料。另外,屏蔽主体244的绝缘层246可形成在毛细管单元的侧表面241b和上表面241c上。因为图19所示的主体\n244和绝缘层246之外的元件与图18所示的元件相同,所以省略其重复的说明。\n[0194] 第二电极240包括主体244和导电多孔层245,该主体244包括导电材料。同样,因为如果包括毛细管单元的主体由导电材料制成,电势集中不易从腔体的下表面241a发生,所以屏蔽侧表面241b和上表面241c的绝缘层246额外形成为当电势施加到第二电极时使电势可集中在腔体的下表面241a上。\n[0195] 上述的绝缘层246可包括各种绝缘材料。例如,绝缘层可包括氧化铝(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。\n[0196] 绝缘层246的厚度范围例如可为10μm至10mm。如果绝缘层246的厚度等于或小于10μm,则放电效应不足,并且因此产生电弧。如果绝缘层246的厚度等于或大于10mm,则实现强放电效应,但是放电的起始电压和维持电压可能变得很高。\n[0197] 同样,因为反应气体仅通过腔体的下表面241a注入,所以该实施例中的主体244不必包括类似于导电多孔层245的微孔,并且可包括各种材料,例如,导电金属、合金、导电聚合物等。然而,因为绝缘层围绕侧表面241b和上表面241c,侧表面和上表面为毛细管单元243除下表面241a外的外部,所以通过放电气体进口260注入的反应气体不泄漏到毛细管单元的侧表面241b和上表面241c,并且因此诸如导电多孔层245的材料可用于制造主体\n244以简化制造工艺。\n[0198] 根据上述结构,因为放电气体通过导电多孔层245直接提供,所以可导致稳定的辉光放电,因此实现高密度大气压等离子体。此外,可防止向电弧放电的转变,并且电势集中仅出现在腔体的下表面241a上,因此实现了高密度大气压等离子体。\n[0199] 图20是根据本发明再一个实施例的等离子体发生器206的示意性截面图。\n[0200] 参见图20,从放电气体进口260到导电多孔层245提供放电气体的放电通道271包括多个微型通道,这些微型通道设置为直接对应于多个腔体的下表面241a。尽管图18和\n19所示的放电气体通道270连接到导电多孔层245的全部表面,但是图20所示的放电气体通道270可直接由多个微型通道仅连接到导电多孔层245的表面对应于多个腔体的下表面\n241a的部分。\n[0201] 因此,第二电极240包括多个毛细管单元243、导电多孔层245以及放电气体通道\n271,该毛细管单元包括主体242,导电多孔层245位于腔体241的下表面241a上。多个毛细管单元243包括主体242,该主体形成在与第一电极220相对的表面上且在其间限定腔体\n241。\n[0202] 因为图20所示的除放电气体通道271外的元件与图18所示的元件相同,所以省略其重复的说明。\n[0203] 根据该实施例,因为放电气体从放电气体进口260直接提供到腔体的下表面\n241a,所以可稳定地产生大气压等离子体。此外,因为注入的反应气体仅通过腔体的下表面\n241a和导电多孔层245发射到在其中安装基板230的腔室210中,所以可增加等离子体放电的量,并且可产生高密度的等离子体。\n[0204] 可采用上述实施例执行基板230的等离子体处理。首先,基板230可安装在第一电极220上。然后,通过导电多孔层245将放电气体注入多个毛细管单元243的腔体241中,可将放电气体提供到腔室210内的基板230上。在提供放电气体后,可在第一电极220和第二电极240之间产生等离子体。根据上述等离子体发生器,控制等离子体的产生,并且因此等离子体可保持在接近大气压的压力。等离子体可用于在基板230上沉积薄膜或蚀刻薄膜。\n[0205] 采用大气压等离子体形成晶体/非晶体薄膜的方法\n[0206] 图21是根据本发明实施例的等离子体CVD装置300的示意性截面图。图22是图\n21的等离子体CVD装置300的示意性透视图,示出了旋转电极和基板的设置。\n[0207] 参见图21和22,提供用于限定反应空间的腔室310。用于将反应气体注入腔室\n300的注射阀350可设置在腔室310的一侧,并且用于将腔室310中的反应气体排放到外面的排放阀355可设置在腔室310的另一侧。腔室310的形状仅为示例性的,而不限制该实施例的范围。例如,腔室310可提供为具有图21所示的多边形形状,或者圆形或圆屋顶型的形状。\n[0208] 注射阀350连接到气体源(未示出),并且控制流速的气体流量计可连接在注射阀350和气体源之间。选择性地,排放阀355可连接到泵(未示出)以易于排放反应气体或其它气体到外面。然而,如果腔室310运行在大气压下,则可省略泵。注射阀350和排放阀355的形状和设置可适当调整而不限制该实施例的范围。\n[0209] 其上形成有薄膜的基板330可提供在腔室内且设置在支撑板320上。基板330可人工传送到腔室310中且单独设置在支撑板320上,或者可通过自动传送装置连续地传送到腔室310中。例如,基板330可通过采用机器人系统设置在逐片台座上的支撑板320上,或者可通过采用传送带连续地传送到腔室310中。加载/卸载门可设置在腔室的一部分上以加载/卸载基板330。\n[0210] 支撑板320可连接到驱动单元(未示出)以移动基板330。此外,支撑板320可包括加热单元以加热基板330。例如,支撑板320可提供为具有热板,其中安装加热器。基板330可根据形成在基板上的薄膜的类型不同地提供。例如,基板330可提供为具有诸如硅的半导体晶片以制造半导体器件,或者可提供为具有玻璃基板或塑料基板以制造显示装置或太阳能电池。\n[0211] 旋转电极340可提供在支撑板320上以使旋转电极340和基板330彼此面对。例如,旋转电极340可提供为在中心上具有旋转轴345,从而旋转电极340是可旋转的。旋转轴345可连接到驱动单元(未示出)以接受驱动力。旋转电极340可连接到电源单元347以被提供电力,并且,例如,旋转轴345可连接到电源单元347。例如,电源单元347可为能够提供高频电力的AC电源。旋转轴345可设置得横过基板330运动的方向,例如,可垂直于基板330运动的方向延伸。\n[0212] 因此,当反应气体通过注射阀350流入腔室310中且电力提供到旋转电极340时,可首先在旋转电极340和基板330之间产生等离子体360。等离子体360可通过激活反应气体引起化学反应。为了控制等离子体的产生,旋转电极340和基板330之间的间隙可能需要在例如0.1mm至1mm的范围内适当控制。同样,与反应气体一起的惰性气体可注入到腔室310中以控制或冲淡腔室310中的气氛。\n[0213] 通过上述化学反应可在基板330上形成薄膜。然而,因为等离子体360产生在局部区域,所以需要基板330或旋转电极340相对地运动以在全部基板330上形成薄膜。例如,在固定旋转电极340的情况下可以沿着至少一个方向移动基板330,因此扫描基板330。\n[0214] 在下文,将更加详细地说明采用上述等离子体CVD装置300形成薄膜的方法。\n[0215] 图23是采用根据本发明实施例的等离子体CVD装置形成薄膜的方法的示意性截面图。图24是采用根据本发明另一个实施例的等离子体CVD装置形成薄膜的方法的示意性截面图。\n[0216] 参见图23,通过沿着至少一个方向移动支撑板320,可以相对于旋转电机340沿着至少一个方向扫描基板330。在该实施例中,可考虑薄膜50的结晶度控制基板330的移动速度。例如,通过在0.5-50mm/s的范围内改变基板330的移动速度,可以控制薄膜50的结晶度。在该实施例中,可获得具有复合结构的薄膜50,在该复合结构中晶体层52和非晶层\n54交替堆叠。\n[0217] 如上所述,仅扫描一次且形成其中交替堆叠晶体层52和非晶层54的薄膜50的理论机制是不清楚的。然而,应理解该复合结构由于等离子体密度上的差异而形成,等离子体密度上的差异是由于旋转电极340相对于旋转电极的旋转方向的两侧上的上游侧和下游侧之间的气体流速上的差异而产生。本发明人认为晶体层52形成在旋转电极340的一侧的上游区域中,并且同时非晶层54同时形成在旋转电极340的另一侧的下游区域中。同样,应理解随着基板330的移动,基板330远离旋转电极340的一侧到另一侧,并且因此可在已经形成的晶体层52上连续地形成非晶层54。\n[0218] 同样,通过改变旋转电极340的旋转方向或基板330的运动方向可以改变晶体层\n52和非晶层54的堆叠顺序。此外,通过相对于旋转电极340沿着一个方向重复扫描基板\n330,可生产多层薄膜,其中交替且重复堆叠晶体层52和非晶层54。\n[0219] 参见图24,基板330可在任何一个方向上相对于旋转电极240往复运动。这里,可获得具有复合结构的薄膜50,其中交替且重复堆叠晶体层52和非晶层54。这里,由于可中途改变基板330的运动方向,晶体层52和非晶层54的堆叠顺序可随时改变。因此,两个非晶层54连续地堆叠在中间,并且因此厚于其下的晶体层52。然而,如果继续往复运动,除了最下的晶体层52外,非晶层54和晶体层52将具有双层结构,并且交替堆叠。这里,尽管单独地示出了中间的两个非晶层54。但是它们可基本上不视为实质分开而是可看作一个层。\n[0220] 同样,在该实施例的变型实施例中,多个旋转电极(未示出)可设置在基板330上,并且基板330可沿着一个方向连续扫描,或者在任何方向上往复扫描以通过旋转电极。\n[0221] 在下文,将说明根据本发明的实验示例的硅薄膜的形成方法。\n[0222] 首先,基板330设置在支撑板320上,然后加热。例如,支撑板320可加热到范围为300℃至300℃的温度。如果支撑板320的温度低于300℃,则不容易发生结晶。如果支撑板320的温度超过300℃,则基板330上的结构,例如透明电极的电特性可能降低。在该实验示例中,热板30的温度保持在250℃。\n[0223] 硅烷(SiH4)和氢(H2)用作沉积硅的反应气体,并且氦(He)用作惰性气体。同样,氢/硅烷气体流速的范围可为10至330,并且氢/硅烷气体流速在该实施例中保持在70,而氦以10liter/min的流速注入腔室310中以提高硅烷和氢基的密度。\n[0224] 腔室310中反应气体的压力可保持在约30至600Torr。在该实施例中,注入反应气体直至压力达到300Torr,并且其后关闭注射阀以调整压力。基板330和旋转电极340之间的间隙保持在约0.5mm,并且通过采用频率约350MHz的电源向旋转电极340施加200W的电力而产生等离子体。\n[0225] 其上安装基板330的支撑板320在相对于旋转电极340的2.5cm的距离内在左右方向上往复运动,并且硅薄膜沉积在基板330上,基板330的运动速度变化范围为1mm/sec至25mm/sec。沉积时间固定为400秒,与基板330的运动速度无关,并且400秒后沉积的硅薄膜厚度测得为具有表面轮廓,并且几乎没有厚度上的差别,厚度近似为500±20nm。\n[0226] 图25是示出在基板的运动速度为1mm/sec时形成的硅薄膜的混合结构的截面图的透射电子显微镜(TEM)照片。\n[0227] 参见图25,获得了具有混合结构的硅薄膜,其中多个晶体层CL和多个非晶层AL交替堆叠,即该混合结构是晶体层CL/非晶层AL/晶体层CL/非晶层AL的重复结构。\n[0228] 图26-28是采用根据本发明又一个实施例的等离子体CVD装置制造薄膜的方法的示意性截面图。根据这些实施例的制造薄膜的方法改变了根据上述实施例的制造薄膜的方法的某些元件,并且因此省略其重复的说明。\n[0229] 参见图26,基板330可通过卷到卷过程在一对辊子372和374之间连续传递。例如,带子376在连接到辊子372和374的同时可以环行,并且基板330可耦接在带子376上。\n这里,可沿着一个方向相对于旋转电极340重复扫描基板330。因此,在基板330上可重复地沉积图23的薄膜50的晶体层52和非晶层54的堆叠结构。该卷到卷过程对于采用大气压等离子体装置执行大尺寸基板330的大规模处理是有用的。\n[0230] 同样,在该实施例的变型实施例中,多个辊子(未示出)可增加到辊子372和374的内部或外部。这些增加的辊子可设置为张紧带子376或改变带子376的路径。\n[0231] 参见图27,基板330可设置在一对辊子372和374之间,并且旋转电极对340可设置在带子376之上和之下。例如,一个旋转电极340可设置在带子376的上侧之上,并且另一个旋转电极340可设置在带子376的下侧之下。根据上面的构造,由于基板330从左到右运动,混合结构沉积在基板330上,并且由于基板330在运动绕过辊子372后从右向左运动,将沉积另一个混合结构。就是说,获得的沉积速度类似于基板330相对于旋转电极340往复运动的沉积速度,因此提高了产率。\n[0232] 参见图28,基板330a可通过卷轴到卷轴过程在一对卷轴382和384之间沿着一个方向连续运动。例如,基板330可设置为具有柔性材料,绕卷轴384缠绕,然后释放以连续地绕卷轴382缠绕。旋转电极340可设置在基板330a上,其间具有预定的间隔。该卷轴到卷轴过程对于采用大气压等离子体装置大规模处理大尺寸基板330a是有用的。\n[0233] 同样,在该实施例的变型实施例中,多个辊子(未示出)可加到卷轴382和384的内部或外部。这些增加的辊子可设置为张紧基板330a或改变基板330a的缠绕方向。\n[0234] 根据本发明的再一个实施例,薄膜可具有混合结构,其中微晶分布在非晶层内。通过控制基板(330,图21)的运动速度而控制薄膜的这种结构。例如,用于形成包括上述微晶的混合结构时基板330的运动速度(第一速度)可大于用于形成其中交替堆叠晶体层和非晶层的混合结构时基板330的运动速度(第二速度)。应理解,这是因为随着基板330的运动速度的增加,形成薄的非晶层,因此防止晶粒生长。\n[0235] 例如,图29是示出当基板的运动速度为8mm/sec时形成的硅薄膜的混合结构的截面图的TEM照片。图30示出了图29的硅薄膜的内部区域的暗场TEM照片和衍射环图案。\n暗场TEM是其中具有晶体结构的区域呈现明亮的分析方法。\n[0236] 参见图29,硅微晶62均匀地分布在非晶硅层64内。参见图30,暗场TEM照片中示出的白点,即硅微晶62,沿着厚度方向规则地出现。因此,可确认,硅微晶的尺寸为约10nm,并且均匀地分布在非晶硅层64内。同样,衍射环图案分析显示微晶粒62呈现硅晶面(111)、(220)和(311)的环图案,并且微晶62具有硅的晶格结构。\n[0237] 图25和29的这些实验示例显示通过改变基板330的运动速度可控制薄膜内的混合结构。此外,如果基板330的运动速度在薄膜的形成期间改变,则可获得包括两种结构的薄膜,即如图25所示的非晶层和晶体层交替堆叠的薄膜和如图29所示的微晶均匀分布在非晶层中的薄膜。\n[0238] 具有上述混合结构的薄膜可应用于各种工业领域,例如,半导体器件、太阳能电池、显示器等。例如,该薄膜可用作太阳能电池二极管层或者柔性基板的水蒸气渗透保护层。\n[0239] 尽管已经结合附图中示出的当前认为的具有实用性的示范性实施例对本发明进行了描述,但是应理解本发明不限于所公开的实施例,而是相反,旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同方案。\n[0240] 附图标记\n[0241] 100:等离子体发生器 110:腔室\n[0242] 120:板状下电极 130:基板\n[0243] 140:旋转电极 141:主体\n[0244] 142:凸起部分 143:毛细管单元\n[0245] 148:导电层 145:旋转轴\n[0246] 146:电源单元 150:注射阀\n[0247] 155:排放阀 160:等离子体\n[0248] 144:屏蔽层 170:掩模层\n[0249] 200,201,206:等离子体发生器 220:第一电极\n[0250] 222:电介质层 230:基板\n[0251] 240:第二电极 241:腔体\n[0252] 241a:下表面 241b:侧表面\n[0253] 241c:上表面 242,244:主体\n[0254] 243:毛细管单元 246:绝缘层\n[0255] 250:等离子体 260:放电气体进口\n[0256] 265:出口 272,271:放电气体通道\n[0257] 310:腔室 320:支撑板\n[0258] 330,330a:基板 340:旋转电极\n[0259] 345:旋转轴 350:注射阀\n[0260] 355:排放阀 360:等离子体\n[0261] 372,374:辊子 382,384:卷轴
法律信息
- 2016-12-07
发明专利申请公布后的视为撤回
IPC(主分类): H05H 1/34
专利申请号: 201280050231.2
申请公布日: 2014.11.19
- 2014-12-17
实质审查的生效
IPC(主分类): H05H 1/34
专利申请号: 201280050231.2
申请日: 2012.08.10
- 2014-11-19
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
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2004-04-21
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2002-02-08
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2
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2011-01-05
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2010-10-08
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3
| | 暂无 |
1997-03-11
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4
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2004-12-01
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2002-07-01
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5
| | 暂无 |
2000-10-11
| | |
6
| | 暂无 |
2001-11-02
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7
| |
2004-05-19
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2003-09-29
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8
| | 暂无 |
1999-06-24
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被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |