一种具有同一等离子体源的原子层沉积装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种具有同一等离子体源的原子层沉积的装置及方法，包括反应物传输腔以及与反应物传输腔相邻的可移动基底，反应物传输腔内设置有至少一个独立的前驱体反应物传输渠道和至少一个与所述前驱体反应物传输渠道间隔分布的等离子体反应物传输渠道，所述前驱体反应物传输渠道出口和等离子体反应物传输渠道出口设置在反应物传输腔与可移动基底的相邻面上，所述反应物传输腔上还连接有一等离子体源，为等离子体反应物传输渠道提供等离子体反应物，所有等离子体反应物传输渠道共享同一个等离子体源。本发明专利技术通过设置多个等离子体反应物传输渠道和前驱体反应物传输渠道间隔分布，并设置可移动基底，达到高速率沉积材料的效果。

Atomic layer deposition device and method with same plasma source

The invention provides a plasma source with the same atomic layer deposition device and method of mobile substrate includes a reaction cavity and the transmission and the reactant transmission cavity adjacent the at least one precursor reactant independent transmission channel and at least one of the precursor and reactant transmission channel interval the distribution of plasma reactant transmission channel set reactant transmission cavity and the outlet of the precursor reactant transmission channels export and plasma reactant transmission channels arranged in adjacent reactant transmission cavity and the removable substrate on the surface of the reactant transmission cavity is connected with a plasma source, a plasma reactant for the plasma reaction channels, all plasma reaction channels share the same plasma source. The invention provides a high speed deposition material by setting a plurality of plasma reactants, transmission channels and precursors, reactants, transmission channels, interval distribution, and movable substrates.

【技术实现步骤摘要】
一种具有同一等离子体源的原子层沉积装置及方法
本专利技术涉及原子层沉积领域，特别是涉及一种具有同一等离子体源的原子层沉积装置及方法。
技术介绍
原子层沉积（AtomicLayerDeposition,ALD）是一种适合于研制最新的和前沿性产品的薄膜材料制备技术。ALD是基于向基材顺序引入至少两种反应性前体物质的特殊的化学沉积方法。所述基材位于反应空间内。反应空间通常被加热。ALD的基本生长机制依赖于化学吸附和物理吸附之间的结合强度差异。在所述沉积过程期间，ALD利用化学吸附并消除物理吸附。化学吸附期间，在固相表面的原子和从气相抵达的分子或等离子体之间形成强化学键。通过物理吸附的结合要弱的多，因为只涉及范德华力。当局部温度超过所述分子的凝结温度时，物理吸附键就很容易被热能断裂。由于ALD渐渐应用于各产业，为了加快传统加热式ALD制作工艺速度与因应成长特殊薄膜，等离子体增强型原子层沉积(PlasmaEnhancedAtomicLayerDeposition,PEALD)的技术开始被开发。PEALD是指在ALD过程中加入等离子体反应物以实现某些金属、低温氧化物和氮化物等材料的薄膜制备。PEALD工艺过程主要通过将前驱体反应物气体和等离子体反应物气体依次交替引入到基底或衬底表面而完成。前驱体反应物首先被吸附到基底或衬底表面上进行反应；此后，等离子体反应物在基底或衬底表面上进行反应。PEALD的技术源自等离子体辅助化学气相沉积(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，PECVD)与ALD总合，虽然有较ALD明显大范围应用，但是现有PEALD技术的材料的沉积速度慢，使量产成本增加，制约了它的产业化应用。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有同一等离子体源的原子层沉积装置及方法，旨在现有PEALD技术中材料沉积速度慢，量产成本高的问题。为解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：一种具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其中，包括反应物传输腔以及与所述反应物传输腔相邻的可移动基底，所述反应物传输腔内设置有至少一个独立的前驱体反应物传输渠道和至少一个与所述前驱体反应物传输渠道间隔分布的等离子体反应物传输渠道，所述前驱体反应物传输渠道出口和等离子体反应物传输渠道出口设置在反应物传输腔与所述可移动基底的相邻面上，所述反应物传输腔上还连接有一等离子体源，为所述等离子体反应物传输渠道提供等离子体反应物，所有等离子体反应物传输渠道共享同一个等离子体源。所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其中，所述反应物传输腔内还设置有等离子体反应物产生区，所述等离子体反应物产生后通过所述等离子体反应物传输渠道传输至可移动基底上。所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其中，所述等离子体源为远程等离子体源，等离子体反应物在反应物传输腔外产生后传输至反应物传输腔内，进而通过等离子体反应物传输渠道传输至可移动基底上。所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其中，所述反应物传输腔与可移动基底的相邻面为弧形面，所述可移动基底为可卷基底。所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其中，所述前驱体反应物传输渠道出口和等离子体反应物传输渠道出口呈扇形排列，所述可移动基底沿所述扇形的方向移动。所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其中，所述反应物传输腔与所述可移动基底的相邻面为扇形面或圆环面。所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其中，所述前驱体反应物传输渠道的数量至少为一个，每个前驱体反应物传输渠道传输一种前驱体反应物。所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其中，所述前驱体反应物传输渠道与等离子体反应物传输渠道之间还设置有阻隔气体传输渠道或抽气渠道。所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其中，所述前驱体反应物传输渠道的入口设置在所述反应物传输腔的侧面。一种如上所述的同一等离子体源的原子层沉积的方法，包括以下步骤：步骤1：注入前驱体反应物，通过前驱体反应物传输渠道传输至可移动基底；等离子体源产生等离子体反应物，通过等离子体反应物传输渠道传输至可移动基底；步骤2：移动所述可移动基底，使其经过交替分布的前驱体反应物传输渠道出口和等离子体反应物传输渠道出口，依次接收前驱体反应物和等离子体反应物进行反应。本专利技术的有益效果包括：本专利技术提供的具有同一等离子体源的原子层沉积装置及方法通过设置多个等离子体反应物传输渠道和前驱体反应物传输渠道间隔分布，通过移动可移动基底来接收等离子反应物和前驱体反应物，从而实现短时间内前驱体反应物和等离子反应物在基底表面反应多次，达到高速率沉积材料的效果，相比传统依次通入前驱体反应物和等离子反应物的沉积方式，本专利技术提供的同一等离子体源的原子层沉积装置及方法可使沉积速度得到极大的提高；本专利技术的多个等离子体反应物传输渠道共享同一个等离子体源，有效降低了生产成本，增加了反应腔的空间利用率。附图说明图1为本专利技术提供的具有同一等离子体源的原子层沉积装置的基本结构示意简图。图2为本专利技术提供的一种具有同一等离子体源的原子层沉积装置的立体图。图3为本专利技术提供的一种具有同一直接等离子体源的原子层沉积装置的剖视图。图4为本专利技术提供的一种具有同一远程等离子体源的原子层沉积装置的剖视图。图5为本专利技术提供的本专利技术提供的一种卷对卷的具有同一等离子体源的原子层沉积装置的剖视图。图6本专利技术提供的一种扇形的具有同一等离子体源的原子层沉积装置的俯视剖视图。图7本专利技术提供的另一种扇形的具有同一等离子体源的原子层沉积装置的俯视剖视图。图8为本专利技术提供的一种具有阻隔气体传输渠道或抽气渠道和同一等离子体源的原子层沉积装置的剖视图。图9为本专利技术提供的另一种具有阻隔气体传输渠道或抽气渠道和同一等离子体源的原子层沉积装置的剖视图。图10为本专利技术提供的一种具有同一等离子源的原子层沉积的方法流程图。附图标记说明：1、反应物传输腔；2、可移动基底；3、前驱体反应物传输渠道；301、前驱体反应物传输渠道出口；302、前驱体反应物传输渠道入口；4、等离子体反应物传输渠道；401、等离子体反应物传输渠道出口；5、等离子体源；6、等离子体反应物产生区；7、阻隔气体传输渠道或抽气渠道。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。参见图1，为本专利技术提供的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置的基本机构示意简图，本专利技术提供的原子层沉积的装置包括反应物传输腔1以及与反应物传输腔1相邻的可移动基底2，优选地，可移动基底2与反应物传输腔1的底部相邻，反应物从反应物传输腔1底部传输至可移动基底2上。反应物传输腔1内设置有至少一个独立的前驱体反应物传输渠道3和至少一个与前驱体反应物传输渠道3间隔分布的等离子体反应物传输渠道4，前驱体反应物传输渠道出口301和等离子体反应物传输渠道出口401设置在反应物传输腔1与可移动基底2的相邻面上。前驱体反应物传输渠道3的数量可以为一个也可以为多个，在本实施例中为3个，每个前驱体反应物传输渠道3传输的反应物为一种，但是不同前驱体反应物传输渠道3传输的反应物可以为一种或多种，从而可形成单一元素材料或多元化合物。参见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其特征在于，包括反应物传输腔以及与所述反应物传输腔相邻的可移动基底，所述反应物传输腔内设置有至少一个独立的前驱体反应物传输渠道和至少一个与所述前驱体反应物传输渠道间隔分布的等离子体反应物传输渠道，所述前驱体反应物传输渠道出口和等离子体反应物传输渠道出口设置在反应物传输腔与所述可移动基底的相邻面上，所述反应物传输腔上还连接有一等离子体源，为所述等离子体反应物传输渠道提供等离子体反应物，所有等离子体反应物传输渠道共享同一个等离子体源。

【技术特征摘要】
1.一种具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其特征在于，包括反应物传输腔以及与所述反应物传输腔相邻的可移动基底，所述反应物传输腔内设置有至少一个独立的前驱体反应物传输渠道和至少一个与所述前驱体反应物传输渠道间隔分布的等离子体反应物传输渠道，所述前驱体反应物传输渠道出口和等离子体反应物传输渠道出口设置在反应物传输腔与所述可移动基底的相邻面上，所述反应物传输腔上还连接有一等离子体源，为所述等离子体反应物传输渠道提供等离子体反应物，所有等离子体反应物传输渠道共享同一个等离子体源。2.根据权利要求1所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其特征在于，所述反应物传输腔内还设置有等离子体反应物产生区，所述等离子体反应物产生后通过所述等离子体反应物传输渠道传输至可移动基底上。3.根据权利要求1所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其特征在于，所述等离子体源为远程等离子体源，等离子体反应物在反应物传输腔外产生后传输至反应物传输腔内，进而通过等离子体反应物传输渠道传输至可移动基底上。4.根据权利要求1所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其特征在于，所述反应物传输腔与可移动基底的相邻面为弧形面，所述可移动基底为可卷基底。5.根据权利要求1所述的具有同一等离子体源的原子层沉积的装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲峰，
申请(专利权)人：李哲峰，辛玲玲，
类型：发明
国别省市：广东,44