一种雾化辅助CVD薄膜制备装置雾流控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种雾化辅助CVD薄膜制备装置雾流控制方法，使载气按照预设速率进入雾化源系统，然后携带前驱体气溶胶颗粒进入反应腔室，进入反应腔室的导流细通道内的雾流流速不断提升，雾流在导流细通道内参与反应沉积薄膜；接着抽气泵工作抽离残余气体，使反应腔室出口端抽离气体速率高于经过导流细通道进入反应腔室出口端的雾流速率，通过压差计示数反馈，调整载气供给系统的质量流量计预设速率与抽气泵功率，使压差计示数维持在规定范围，开始薄膜生长。本发明专利技术通过改善雾化辅助CVD装置中雾流的流动状态，从而使进入反应腔室中的气溶胶颗粒能够以更平稳的状态参与反应，减小了紊流对薄膜制备的不利影响，提高薄膜制备的结晶质量与表面形貌。晶质量与表面形貌。晶质量与表面形貌。

【技术实现步骤摘要】
一种雾化辅助CVD薄膜制备装置雾流控制方法


[0001]本专利技术涉及薄膜制备
，具体涉及一种雾化辅助CVD薄膜制备装置雾流控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，雾化学气相沉积法(MistChemicalVaporDeposition，MistCVD)在薄膜制备领域中逐渐受到广泛关注。尤其是在半导体薄膜制备领域中，雾化辅助CVD方法制备得到薄膜通常展示出优越的结晶性，具有较好的成膜取向。雾化辅助CVD方法经过十数年的发展，已经有大量的研究与报道可以证明，其在电子级高品质单晶薄膜的制备上展现出优越的前景。在雾化辅助CVD方法中，雾流状态的调控是能否获得高品质薄膜的关键。无论是科研还是生产，趋于稳定、层流状的雾流流动状态总是输出高品质单晶薄膜的重要保证。在雾化辅助CVD方法中，气溶胶颗粒通常是由固定频率超声换能片振动产生，再经过输运通道进入反应腔体内进行反应生长成膜。而由超声换能片直接产生的气溶胶颗粒流动状态通常是混乱且无序的，其在载气的输运下直接参与反应，往往不会得到晶格排列较为有序的高品质薄膜。所以，为了解决上述问题，并提升制备薄膜的结晶质量与表面形貌，有必要提出一种基于雾化辅助CVD的雾流控制方法。

技术实现思路

[0003]针对目前存在的技术问题，本专利技术提供一种雾化辅助CVD薄膜制备装置雾流控制方法，其目的在于改善雾化辅助CVD装置中雾流的流动状态，从而使进入反应腔室中的气溶胶颗粒能够以更平稳的状态参与反应，极大的减小了紊流对薄膜制备的不利影响，提高薄膜制备的结晶质量与表面形貌。r/>[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0005]一种雾化辅助CVD薄膜制备装置雾流控制方法，所述雾化辅助CVD薄膜制备装置包括载气供给系统、雾化源系统、反应腔室、抽气泵和压差计，所述载气供给系统的出口端与所述雾化源系统的进口端连通，所述雾化源系统的出口端与所述反应腔室的进口端连通，所述反应腔室的出口端与所述抽气泵连通，所述压差计连通所述反应腔室的进口端与出口端，所述反应腔室具有导流细通道，该导流细通道位于所述反应腔室的进口端与出口端之间；使载气按照预设速率进入雾化源系统，载气进入雾化源系统后，携带前驱体气溶胶颗粒进入反应腔室，进入反应腔室的导流细通道内的雾流流速不断提升，使进入反应腔室进口端的气溶胶颗粒不断累积，进入导流细通道内的雾流参与反应沉积薄膜；接着抽气泵工作抽离残余气体，使反应腔室出口端抽离气体速率高于经过导流细通道进入反应腔室出口端的雾流速率，从而导致反应腔室出口端压强不断减小，并在反应腔室出口端与进口端之间产生压力差，通过压差计示数反馈，调整载气供给系统的质量流量计预设速率与抽气泵功率，使压差计示数维持在规定范围，开始薄膜生长；薄膜生长结束后，关闭抽气泵、关闭载气供给系统，取出薄膜。
[0006]优选的，所述导流细通道入口端的角度为10
°‑
20
°
。
[0007]优选的，所述导流细通道的高度为0.8mm
‑
1.5mm，所述导流细通道的长度为150mm
‑
160mm。
[0008]优选的，所述压差计示数维持的压差范围为10pa
‑
40pa。
[0009]优选的，所述载气的预设速率为2L/Min
‑
4L/min。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0011](1)本方案采用导流细通道作为反应腔室，使反应腔室进口端与出口端的压差变化更灵敏，使雾化辅助CVD薄膜制备装置中构造可控压力差难度降低，并具有对湍流再层流化的作用，使前驱体气溶胶颗粒能以更稳定的流速环境参与反应，提升薄膜制备质量；
[0012](2)本方案采用抽气泵作为后流控制系统，使雾化辅助CVD中构造可控压力差来源加倍，增加雾化辅助CVD装置中压力差的可控性，并进一步提升可控压差的灵敏度，降低对载气速率的要求和超声换能片负荷，提高安全性与经济性；(3)本方案采用压差计，能够实时检测雾化辅助CVD薄膜制备装置中反应腔室两端压力差变化，并通过压差计示数反馈及时调整质量流量计预设速率与抽气泵功率，使压力差维持在适当的范围，进而控制雾流流速与状态。
附图说明：
[0013]图1为常规雾化辅助CVD方法下的雾流状态；
[0014]图2为本专利技术的雾流状态；
[0015]图3为本专利技术的雾化辅助CVD薄膜制备装置的结构示意图；
[0016]图4为本专利技术的流程示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0018]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0019]在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0020]如附图3所示的一种雾化辅助CVD薄膜制备装置，包括载气供给系统1、雾化源系统2、反应腔室3、后流控制系统和压差计4，后流控制系统包括抽气泵5，后流控制系统通过调节抽气泵5使反应腔室出口端残余气体被抽离进入尾气处理系统，载气供给系统1包括高压气瓶和质量流量计，所述载气供给系统1的出口端与所述雾化源系统2的进口端通过管道连
通，所述雾化源系统2的出口端与所述反应腔室3的进口端通过管道连通，所述反应腔室3的出口端与所述抽气泵5连通，所述压差计4通过橡胶软管连通所述反应腔室3的进口端与出口端，所述反应腔室3具有导流细通道6，该导流细通道6位于所述反应腔室3的进口端与出口端之间，所述导流细通道入口端的角度为10
°‑
20
°
，导流细通道的高度为0.8mm
‑
1.5mm，导流细通道的长度为150mm
‑
160mm。
[0021]一种雾化辅助CVD薄膜制备装置雾流控制方法，包括如下过程步骤：首先打开雾化源系统2的超声换能片的功率开关，使雾化源系统将前驱体溶液超声雾化为前驱体气溶胶颗粒，再设置载气供给系统1的质量流量计，同时打开高压气瓶阀门，使载气按照预设速率(2L/Min
‑
4L/min)从高压气瓶经过传输管道进入雾化源系统，载气进入雾化源系统后，携带前驱体气溶胶颗粒经传输管道进入反应腔室3，由于导流细通道6空间有限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雾化辅助CVD薄膜制备装置雾流控制方法，其特征在于：所述雾化辅助CVD薄膜制备装置包括载气供给系统、雾化源系统、反应腔室、抽气泵和压差计，所述载气供给系统的出口端与所述雾化源系统的进口端连通，所述雾化源系统的出口端与所述反应腔室的进口端连通，所述反应腔室的出口端与所述抽气泵连通，所述压差计连通所述反应腔室的进口端与出口端，所述反应腔室具有导流细通道，该导流细通道位于所述反应腔室的进口端与出口端之间；使载气按照预设速率进入雾化源系统，载气进入雾化源系统后，携带前驱体气溶胶颗粒进入反应腔室，进入反应腔室的导流细通道内的雾流流速不断提升，使进入反应腔室进口端的气溶胶颗粒不断累积，进入导流细通道内的雾流参与反应沉积薄膜；接着抽气泵工作抽离残余气体，使反应腔室出口端抽离气体速率高于经过导流细通道进入反应腔室出口端的雾流速率，从而导致反应腔室出口端压强不断减小，并在反应腔室出口端与进口端之间产生压力差，通过压差计示数反馈，调整载气供给系统的质量流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖黎，樊俊良，秦源涛，严昊，龚恒翔，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：