【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体设备领域，尤其涉及半导体离子薄膜材料的制备装置、方法及薄膜材料。
技术介绍
1、半导体离子膜是指由半导体材料形成的离子薄膜，随着制备半导体离子薄膜的技术不同，在结构上可分为单晶、多晶和无定形薄膜。
2、半导体离子薄膜材料的原子排列取向是随机分布的。通过磁控溅射的工艺制备的薄膜材料在基板上按磁场分布的磁力线密度进行排列，在基板边界处由于磁力线分布稀疏，导致沉积在基板上的原子形成的半导体离子薄膜材料存在着大量缺陷，其中间部分和边缘部分具有不同的电学和光学特性，导致其物理特性和化学特性不统一；导致半导体离子膜的边缘存在缺陷的原因主要有两种：一是通入氩气的流量不稳定，导致其轰击靶体强度前后不一致，使得钼原子沉积速度不一；二是磁场强度和方向不能保持稳定，导致基板边缘处薄膜材料存在缺陷。
3、因此，如何提供一种高质量制备半导体离子薄膜材料的制备装置、方法及薄膜材料，成为本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为上述技术问题，本专利技术提供一种半导体离子薄膜材料的制备装置，包括：
2、真空罐，固定设置于底部基座上；
3、稳流装置，固定设置于真空罐上方，稳流装置的气体出口通过管道与真空罐内部连通；
4、扩散泵，固定设置于底部基座上，其气体入口与真空罐内部连通；
5、前级真空泵，与扩散泵的气体出口通过管道连通；
6、其中，所述真空罐内部设置旋转靶体组件，所述旋转靶体组件包括电机、环形支架、前圆盘
7、所述环形支架周向固定设置于真空罐内壁上，所述电机通过支架固定设置于环形支架一侧；所述法兰与环形支架同轴固定设置；所述前圆盘和后圆盘同轴，且轴心处设置中心轴，中心轴两端与前圆盘和后圆盘固定连接；
8、所述电机的转轴通过法兰和前圆盘轴心处与所述中心轴传动连接；所述前圆盘和后圆盘之间的空间设置若干个圆柱形的靶体，所述靶体的两端固定设置前短轴和后短轴，所述前短轴和后短轴均分别和前圆盘和后圆盘固定连接；
9、所述靶体包括轴承、内筒、滑动件以及液体介质；
10、所述靶体外部为圆柱形，内部中空，所述轴承设置于靶体内部中空部分的两端；所述内筒可沿周向转动的设置于靶体内部，其两端与轴承的内环固定连接；所述两个滑动件对称设置于内筒的内部，且滑动件的外侧与内筒的内壁可进行相对滑动，且处于密封状态；所述滑动件中间设置凹槽，用于安装固定磁铁片；磁铁片与内筒的下半部空间设置液体介质，用于在靶体旋转状态下保持磁铁片方向始终向上。
11、进一步的，所述稳流装置包括气体入口、气体出口以及空腔；
12、所述气体入口设置于稳流装置的上部，气体出口设置于稳流装置的下部，气体出口通过管道与真空罐内部连通；所述稳流装置内部设置空腔，所述空腔下部设置活塞口；所述稳流装置外壁和内部的空腔之间的部分，在空腔的左右两侧设置第一通道和第二通道，所述置第一通道和第二通道上端与气体入口连通，下端与活塞口连通；所述空腔的前后两侧设置第三通道和第四通道，所述第三通道和第四通道上端与空腔上部连通，下端与气体出口连通。
13、进一步的，所述空腔内部活塞口处设置活塞，所述活塞上方固定设置导向柱；所述导向柱为立方柱形状，且其高度小于空腔的内部高度；所述导向柱的四个侧面方向分别设置第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧，所述第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧上端均与空腔的顶部固定连接，下部与活塞固定连接，所述第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧均处于压缩状态。
14、进一步的，所述扩散泵包括加热器、一级环形喷嘴、二级环形喷嘴以及伞形喷嘴；所述加热器固定设置于扩散泵的下部，用于加热硅油产生硅油蒸汽进入到一级环形喷嘴、二级环形喷嘴以及伞形喷嘴；所述一级环形喷嘴、二级环形喷嘴以及伞形喷嘴设置于扩散泵的内部，依次由低到高设置。
15、进一步的，所述一级环形喷嘴和二级环形喷嘴为上下环形薄板结构，在一级环形喷嘴和二级环形喷嘴两层薄板之间沿周向间隔设置若干个间距调节装置；
16、所述间距调节装置包括移动块、固定块、矩形空腔、线性孔、支撑杆、轴销、磁弹簧、导向筒以及导向杆；所述移动块上方与喷嘴上薄板固定连接，所述移动块下方设置为楔形；所述固定块固定设置于喷嘴下薄板上，其内部设置上部开口的矩形空腔；所述线性孔设置于移动块的楔形内部，所述移动块的楔形可上下移动的朝导向筒方向移动；所述线性孔内设置轴销，轴销垂直于线性孔，且可在线性孔范围内进行移动；所述支撑杆上部与轴销固定连接，所述支撑杆下部右侧设置右侧开口的第一侧向空腔，支撑杆下部左侧设置导向杆；所述磁弹簧设置于第一侧向空腔内部，其左端与第一侧向空腔左端固定连接，右端与矩形空腔右侧壁固定连接；所述导向筒固定设置于矩形空腔左侧壁，所述导向筒右侧设置右侧开口的第二侧向空腔，所述导向杆可移动的朝导向筒方向移动。
17、一种半导体离子薄膜材料的制备方法，使用上述的半导体离子薄膜材料的制备装置，包括如下步骤：
18、s1、在真空罐内部的顶部设置基板，基板材质为玻璃，玻璃基板上设置有待加工半导体离子薄膜材料，并在旋转靶体组件上设置符合生产要求的含有目标原子的靶体，关闭真空罐的盖子；
19、s2、使用扩散泵和前级真空泵将真空罐内部抽成微真空状态，罐体内部气压值为10-7-10-6pa，根据参与反应的目标原子（目标原子为钼原子）的种类，试验确定罐体内部的真空度，绝对真空度为10-6pa；
20、s3、使用间距调节装置，对一级环形喷嘴和二级环形喷嘴的间距进行调节，调节硅油蒸汽在喷嘴处的流速，此时流速为200m/s，进而调节真空罐内部的真空度，此时真空度为8.9×10-7pa；
21、s4、启动电机，将旋转靶体组件转动起来，经由稳流装置向真空罐内部通入一定流量的氩气，使得真空罐内部始终处于稀薄氩气的微真空状态；
22、s5、在磁场作用下，磁场强度为0.03t，氩气原子轰击靶体上的目标原子，目标原子离开靶体，沉积在设置于真空罐内部顶部基板的待加工半导体离子薄膜材料上，加工完成后，将形成的半导体离子薄膜材料从基板上取下收集，得到半导体离子薄膜材料。
23、一种半导体离子薄膜材料，使用上述半导体离子薄膜材料的制备方法进行制备。
24、本专利技术的有益效果是：
25、（1）通过设置靶材内磁场方向始终向上，当进行离子膜材料制备时，旋转靶体组件转动，由于只在磁铁片与内筒的下半部空间设置液体介质，上部为中空，因此在重力的作用下，磁铁片不会和旋转靶体组件一起转动，而是滑动件和内筒的内壁之间发生相对滑动，以及内筒在两端轴承的作用下和靶体产生相对转动，使得液体介质始终处于内筒的下半部，实现了磁场方向始终向上，将磁场作用发挥到最佳效果，进一步促进氩气原子对目标靶体的轰击，促使目标原子沉积在基板上排列更加整齐、致密，减少缺陷；
26、（2）通过设置稳流装置时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体离子薄膜材料的制备装置，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体离子薄膜材料的制备装置，其特征在于，所述稳流装置包括气体入口、气体出口以及空腔；
3.根据权利要求2所述的半导体离子薄膜材料的制备装置，其特征在于，所述空腔内部活塞口处设置活塞，所述活塞上方固定设置导向柱；所述导向柱为立方柱形状，且其高度小于空腔的内部高度；所述导向柱的四个侧面方向分别设置第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧，所述第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧上端均与空腔的顶部固定连接，下部与活塞固定连接，所述第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧均处于压缩状态。
4.根据权利要求1所述的半导体离子薄膜材料的制备装置，其特征在于，所述扩散泵包括加热器、一级环形喷嘴、二级环形喷嘴以及伞形喷嘴；所述加热器固定设置于扩散泵的下部，用于加热硅油产生硅油蒸汽进入到一级环形喷嘴、二级环形喷嘴以及伞形喷嘴；所述一级环形喷嘴、二级环形喷嘴以及伞形喷嘴设置于扩散泵的内部，依次由低到高设置。
5.根据权利要求4所述的半导体离子薄膜材料的制备装置，其特征在于，所述一级环
6.一种半导体离子薄膜材料的制备方法，使用如权利要求1-5任意一项所述的半导体离子薄膜材料的制备装置，其特征在于，包括如下步骤：
7.一种半导体离子薄膜材料，使用如权利要求6所述的半导体离子薄膜材料的制备方法进行制备。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体离子薄膜材料的制备装置，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体离子薄膜材料的制备装置，其特征在于，所述稳流装置包括气体入口、气体出口以及空腔；
3.根据权利要求2所述的半导体离子薄膜材料的制备装置，其特征在于，所述空腔内部活塞口处设置活塞，所述活塞上方固定设置导向柱；所述导向柱为立方柱形状，且其高度小于空腔的内部高度；所述导向柱的四个侧面方向分别设置第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧，所述第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧上端均与空腔的顶部固定连接，下部与活塞固定连接，所述第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧均处于压缩状态。
4.根据权利要求1所述的半导体离子薄膜材料的制备装置，其特征在于，所述扩散泵包括加热器...
【专利技术属性】
技术研发人员：李健，储一平，周聪，刘浩，
申请(专利权)人：芜湖新航薄膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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