一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的装置及方法，该方法包括：控制第三电磁阀导通，控制第一电磁阀导通第一预设时长后关闭；控制第一电磁阀关闭第二预设时长后导通；控制第一电磁阀导通第一预设时长后关闭；控制第一电磁阀关闭第二预设时长后，导通第二电磁阀；控制第二电磁阀导通第三预设时长后关闭；控制第二电磁阀关闭第二预设时长后导通；控制第二电磁阀导通第三预设时长后关闭，从而完成一层氧化物的制备，循环多次一层氧化物的制备过程得到氧化物薄膜。本发明专利技术的沉积氧化物薄膜的方法，通过将第一先驱物连续通入沉积氧化物薄膜的装置两次，并采用氮气吹扫后，再连续通入两次第二先驱物，降低了沉积的氧化物薄膜的针孔率。

【技术实现步骤摘要】
一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的装置及方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的装置及方法。
技术介绍
原子层沉积技术具有大面积、均匀、可低温沉积制备等优点，其制备的氧化物目前被广泛的应用于太阳能电池的钝化，柔性有机发光二极管的封装，显示数据随机存储器等领域。目前采用原子层沉积技术制备薄膜通常是将两种可以发生化学反应的先驱物交替通入到沉积室实现薄膜的沉积，由于在通入第一种先驱物后存在化学吸附不完全的情况，这样当第二种先驱物通入时，在第一种先驱物吸附不完全的区域就会产生缺陷，从而导致制备的氧化物薄膜存在微针孔。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的装置及方法，以解决现有技术中制备的氧化物薄膜的微针孔缺陷率较高的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的装置，包括：外壳、内腔体、基板固定座、真空泵、流量计、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一容器、第二容器和第三容器；所述内腔体设置于所述外壳的内部，所述基板固定座设置于所述内腔体的中部；所述真空泵的抽气孔与第一管的一端连接，所述第一管的另一端插入所述内腔体中；所述第一容器用于存放第一先驱物，所述第一电磁阀的一端与所述第一容器的排气口连接，所述第一电磁阀的另一端与第二管的一端连接，所述第二管的另一端插入所述内腔体中；所述第二容器用于存放第二先驱物，所述第二电磁阀的一端与所述第二容器的排气口连接，所述第二电磁阀的另一端与第三管的一端连接，所述第三管的另一端插入所述内腔体中；所述第三容器用于存放氮气，所述第三电磁阀的一端通过所述流量计与所述第三容器的排气口连接，所述第三电磁阀的另一端与第四管的一端连接，所述第四管的另一端插入所述内腔体中。可选的，所述装置还包括电炉丝、温度传感器和温度控制器；所述电炉丝固定于所述内腔体侧面的外部；所述温度传感器固定于所述基板固定座上，用于测量所述基板固定座上的基板的温度；所述温度传感器的输出端与所述温度控制器的输入端连接；所述温度控制器的输出端与所述电炉丝的控制端连接。可选的，所述装置还包括气压传感器、比较器和继电器；所述气压传感器固定于所述基板固定座上，用于测量内腔室的压强；所述气压传感器的输出端与所述比较器的输入端连接；所述比较器的输出端与所述继电器的控制端连接；所述继电器的输出端与所述真空泵连接；当所述气压传感器采集的内腔室的压强值大于所述比较器的设定值时，所述继电器闭合，所述真空泵开始工作；当所述气压传感器采集的内腔室的压强值小于等于所述比较器的设定值时，所述继电器断开，所述真空泵停止工作。可选的，所述装置制备的氧化物为三氧化二铝、二氧化锆、二氧化铪、二氧化钛、五氧化二钽、二氧化硅或氧化锌中的任意一种。一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的方法，所述方法应用于上述的沉积氧化物薄膜的装置，包括：生成一层氧化物；所述生成一层氧化物，具体包括：控制第三电磁阀导通，向内腔体中通入氮气或者氩气中的任意一种；可通过流量计控制氮气或者氩气的通入量；控制第一电磁阀导通，向所述内腔体内通入第一先驱物；当所述第一电磁阀的导通时长等于第一预设时长时，控制所述第一电磁阀关闭；当所述第一电磁阀的导通时长等于第一预设时长时，控制所述第一电磁阀关闭；当所述第一电磁阀的关闭时长等于第二预设时长时，再次控制所述第一电磁阀导通；当所述第一电磁阀的导通时长等于所述第一预设时长时，再次控制所述第一电磁阀关闭；当所述第一电磁阀的关闭时长等于所述第二预设时长时，控制所述第二电磁阀导通，向所述内腔体内通入第二先驱物；当所述第二电磁阀的导通时长等于第三预设时长时，控制所述第二电磁阀关闭；当所述第二电磁阀的关闭时长等于所述第二预设时长时，再次控制所述第二电磁阀导通；当所述第二电磁阀的导通时长等于所述第三预设时长时，再次控制所述第二电磁阀关闭；当所述第一先驱物与所述第二先驱物完成反应时，得到一层所述氧化物；循环所述生成一层氧化物的过程至少2次，得到所述氧化物薄膜。可选的，所述控制第一电磁阀导通，向内腔体内通入第一先驱物之前，还包括：获取内腔室的气压值、气压设定范围、温度值和温度设定范围；判断是否所述气压值位于所述气压设定范围内，且所述温度值位于所述温度设定范围内，获得判断结果；当所述判断结果表示所述气压值位于所述气压设定范围内，且所述温度值位于所述温度设定范围内时，发出控制第一电磁阀导通的控制信号。可选的，所述气压设定范围具体为0.5～10毫帕。可选的，所述第一预设时长介于50～300毫秒之间；所述第三预设时长介于50～300毫秒之间，所述第二预设时长不小于5秒。可选的，所述氧化物为三氧化二铝、二氧化锆、二氧化铪、二氧化钛、五氧化二钽、二氧化硅或氧化锌中的任意一种。可选的，所述当所述第一电磁阀的关闭时长等于所述第二预设时长时，控制所述第二电磁阀导通之前，还包括：再次控制所述第一电磁阀导通；当所述第一电磁阀的导通时长等于所述第一预设时长时，控制所述第一电磁阀关闭。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术的采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的装置及方法，控制第一电磁阀和第三电磁阀导通，控制第一电磁阀导通第一预设时长后关闭；控制第一电磁阀关闭第二预设时长后导通；控制第一电磁阀导通第一预设时长后关闭；控制第一电磁阀关闭第二预设时长后，导通第二电磁阀；控制第二电磁阀导通第三预设时长后关闭；控制第二电磁阀关闭第二预设时长后导通；控制第二电磁阀导通第三预设时长后关闭，从而完成一层氧化物的制备，循环多次一层氧化物的制备过程得到氧化物薄膜。本专利技术的沉积氧化物薄膜的方法，通过将第一先驱物连续通入沉积氧化物薄膜的装置两次，并采用氮气吹扫后，再连续通入两次第二先驱物，降低了沉积的氧化物薄膜的针孔率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的沉积氧化物薄膜的装置的结构示意图；图2为本专利技术所提供的生长一层氧化物的方法的流程图；图3为使用单循环方法制备的Al2O3氧化物薄膜的漏电流-电压图；图4为使用本专利技术沉积氧化物薄膜的方法制备的Al2O3氧化物薄膜的漏电流-电压图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的装置及方法，以解决现有技术中制备的氧化物薄膜的微针孔缺陷率较高的问题。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术所提供的沉积氧化物薄膜的装置的结构示意图，如图1所示，一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的装置，包括：外壳1、内腔体2、基板固定座3、真空泵4、流量计5、第一电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的装置，其特征在于，包括：外壳、内腔体、基板固定座、真空泵、流量计、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一容器、第二容器和第三容器；所述内腔体设置于所述外壳的内部，所述基板固定座设置于所述内腔体的中部；所述真空泵的抽气孔与第一管的一端连接，所述第一管的另一端插入所述内腔体中；所述第一容器用于存放第一先驱物，所述第一电磁阀的一端与所述第一容器的排气口连接，所述第一电磁阀的另一端与第二管的一端连接，所述第二管的另一端插入所述内腔体中；所述第二容器用于存放第二先驱物，所述第二电磁阀的一端与所述第二容器的排气口连接，所述第二电磁阀的另一端与第三管的一端连接，所述第三管的另一端插入所述内腔体中；所述第三容器用于存放氮气，所述第三电磁阀的一端通过所述流量计与所述第三容器的排气口连接，所述第三电磁阀的另一端与第四管的一端连接，所述第四管的另一端插入所述内腔体中。

【技术特征摘要】
1.一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的装置，其特征在于，包括：外壳、内腔体、基板固定座、真空泵、流量计、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一容器、第二容器和第三容器；所述内腔体设置于所述外壳的内部，所述基板固定座设置于所述内腔体的中部；所述真空泵的抽气孔与第一管的一端连接，所述第一管的另一端插入所述内腔体中；所述第一容器用于存放第一先驱物，所述第一电磁阀的一端与所述第一容器的排气口连接，所述第一电磁阀的另一端与第二管的一端连接，所述第二管的另一端插入所述内腔体中；所述第二容器用于存放第二先驱物，所述第二电磁阀的一端与所述第二容器的排气口连接，所述第二电磁阀的另一端与第三管的一端连接，所述第三管的另一端插入所述内腔体中；所述第三容器用于存放氮气，所述第三电磁阀的一端通过所述流量计与所述第三容器的排气口连接，所述第三电磁阀的另一端与第四管的一端连接，所述第四管的另一端插入所述内腔体中。2.根据权利要求1所述的沉积氧化物薄膜的装置，其特征在于，所述装置还包括电炉丝、温度传感器和温度控制器；所述电炉丝固定于所述内腔体外部的侧面；所述温度传感器固定于所述基板固定座上，用于测量所述基板固定座上的基板的温度；所述温度传感器的输出端与所述温度控制器的输入端连接；所述温度控制器的输出端与所述电炉丝的控制端连接。3.根据权利要求1所述的沉积氧化物薄膜的装置，其特征在于，所述装置还包括气压传感器、比较器和继电器；所述气压传感器固定于所述基板固定座上，用于测量内腔室的压强；所述气压传感器的输出端与所述比较器的输入端连接；所述比较器的输出端与所述继电器的控制端连接；所述继电器的输出端与所述真空泵连接。4.根据权利要求1所述的沉积氧化物薄膜的装置，其特征在于，所述装置制备的氧化物为三氧化二铝、二氧化锆、二氧化铪、二氧化钛、五氧化二钽、二氧化硅或氧化锌中的任意一种。5.一种采用原子层沉积技术沉积氧化物薄膜的方法，所述方法应用于权利要求1-3任一项所述的沉积氧化物薄膜的装置，其特征在于，包括：生成一层氧化物；所述生成一层氧化物，具体包括：控制第三电磁阀导通，向内腔体中通入氮气或者氩气中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁星伟，李春亚，魏斌，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31