一种采用均匀进气系统的原子层沉积装置，涉及一种原子层沉积装置。它解决现有技术中前驱体与衬底或上一原子层接触的均匀性差、反应物利用率低和材料生长周期长导致的沉积效率低问题。该装置包括反应腔室、第一前驱体容器、第二前驱体容器、辅助吹扫气体容器、第一气体供应管路、第二气体供应管路、辅助吹扫气体供应管路、均匀进气系统和腔体盖等，所述第一气体供应管路、第二气体供应管路、辅助吹扫气体供应管路分别与第一前驱体容器、第二前驱体容器、辅助吹扫气体容器相连接；所述第一气体供应管路、第二气体供应管路分别通过反应腔室的腔体盖与反应腔室内的均匀进气系统连通；所述均匀进气系统固定在腔体盖下部。该装置适合于科研和生产需要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种原子层沉积装置，具体涉及一种采用均勻进气系统的原子层沉积装置。
技术介绍
原子层沉积(ALD)是一种利用衬底表面上前驱体的表面饱和反应所产生的化学吸附和脱附而形成单原子层的沉积技术，这项技术是将物质以单原子层的形式一层一层地沉积在衬底表面，并且通过控制反应周期数简单、精确地控制薄膜的厚度，形成不同厚度的原子层薄膜。随着微电子和深亚微米芯片技术的发展，器件和材料的尺寸不断降低，ALD极均勻的厚度和优异的一致性等优势得以体现，并渐渐在工业和科研领域普及开来，而ALD 装置、ALD应用和ALD技术也正在不断地发展中。与常用的分子束外延、金属氧化物气相沉积、磁控溅射、物理气相沉积等常用的薄膜生长设备相比，ALD具有对厚度和组分控制精确的突出优势，因而在微纳尺度的材料生长和器件制备方面有重要的应用前景。传统的ALD装置，通常需要将反应物大量的导入反应腔室内，使衬底或上一原子层沉浸在前驱体的气氛中，但由于气流和真空限制，难以保证前驱体对整个衬底或上一原子层的全面覆盖，容易形成针孔等缺陷，造成前驱体与衬底或上一原子层接触的不均勻，最终导致沉积薄膜质量的劣化。同时，因前驱体的大量充入而需抽走大量的残余气体，这会直接影响到整个生长周期进行的速度并且造成前驱体的浪费。鉴于上述背景，本专利技术所涉及的一种采用均勻进气系统的原子层沉积装置在国内外未见相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中前驱体与衬底或上一原子层接触的均勻性差、反应物利用率低和材料生长周期长导致的沉积效率低问题，而提供了一种采用均勻进气系统的原子层沉积装置。一种采用均勻进气系统的原子层沉积装置，该装置包括真空系统、反应腔室、第一前驱体容器、第二前驱体容器、辅助吹扫气体容器、第一气体供应管路、第二气体供应管路和辅助吹扫气体供应管路；反应腔室内设置均勻进气系统、衬底台、腔体盖和衬底，所述第一气体供应管路与第一前驱体容器相连接，第二气体供应管路与第二前驱体容器相连接， 辅助吹扫气体供应管路与辅助吹扫气体容器相连接；所述第一气体供应管路和第二气体供应管路分别通过腔体盖与均勻进气系统连通；所述辅助吹扫气体容器通过辅助吹扫气体供应管路与反应腔室相连接；所述均勻进气系统固定在腔体盖下部；所述衬底设置在衬底台上表面；所述真空系统设置在反应腔室下部且与反应腔室相连接。有益效果本专利技术提供了一种采有均勻进气系统的原子层沉积装置，其特点在于通过均勻进气系统向衬底或其它反应基底上均勻输送前驱体，从而使反应物可以快速覆盖衬底或上一原子层，有效提高材料生长的均勻性，使绝大部分前驱体仅用于形成沉积薄膜，减少前驱体的浪费，缩短抽走残余气体的时间，缩短薄膜生长的周期，提高生长效率，这种采有均勻进气系统的原子层沉积装置简单、易于操作，更适合于科研和生产需要。附图说明图1是一种采用均勻进气系统的原子层沉积装置示意图；图2是直插指状式均勻进气系统、衬底和衬底台关系的俯视图；图3是均勻进气系统中直插指状式的第一气体供应管路出口俯视图；图4是均勻进气系统中直插指状式的第一气体供应管路出口仰视图；图5中的(a)和(b)是不同螺旋插指状式均勻进气系统仰视图。图中1 真空管路，2 真空泵，3 真空系统，4 均勻进气系统，5 衬底台，6 腔体盖，7 升降机，8 第一前驱体容器，9 第二前驱体容器，10 第一气体供应管路，11 第二气体供应管路，12 辅助吹扫气体供应管路，13 辅助吹扫气体容器，14 反应腔室，15 第一高频阀门，16 辅助吹扫气体阀门，17 第二高频阀门，18 衬底台自转系统，19 衬底，20 第一气体供应管路出口，21 第一前驱体出口管路中某一插指，22 第一气体供应管路入口，23 第二气体供应管路入口，24 第二气体供应管路出口。具体实施例方式下面结合图1至图5对本专利技术作进一步详细说明。一种采用均勻进气系统的原子层沉积装置示意图，该装置包括真空系统3、反应腔室14、第一前驱体容器8、第二前驱体容器9、辅助吹扫气体容器13、第一气体供应管路10、 第二气体供应管路11、辅助吹扫气体供应管路12 ；反应腔室14内设有均勻进气系统4、衬底台5、腔体盖6和衬底19，所述第一前驱体容器8储存前体源A ；所述第二前驱体容器9储存前体源B ；所述辅助吹扫气体容器13储存辅助吹扫气体源氮气；所述辅助吹扫气体供应管路12位于第一气体供应管路10和第二气体供应管路11的中间；所述第一气体供应管路 10、第二气体供应管路11、辅助吹扫气体供应管路12分别与第一前驱体容器8、第二前驱体容器9、辅助吹扫气体容器13相连接；所述第一气体供应管路10、第二气体供应管路11分别通过反应腔室14的腔体盖6与反应腔室14内的均勻进气系统4连通；所述辅助吹扫气体容器13通过辅助吹扫气体供应管路12与反应腔室14相连接；所述均勻进气系统4固定在腔体盖6下部；所述衬底台5上表面设置衬底19 ；所述真空系统3设置在反应腔室14下部且与反应腔室14相连接。本实施方式所述均勻进气系统设有第一气体供应管路入口 22、第二气体供应管路入口 23、第一气体供应管路出口 20和第二气体供应管路出口 M ；所述第一气体供应管路出口 20和第二气体供应管路出口 M上设有均勻分布的小孔；所述前体源A和前体源B通过均勻分布的小孔到达反应腔室14内的衬底19上。所述第一气体供应管路入口 22、第二气体供应管路入口 23、第一气体供应管路出口 20和第二气体供应管路出口对组成的管路形状为直插指状式、螺旋插指式或喷淋式。所述第一气体供应管路出口 20沿插指方向上等间距排列(圆心距离)，为了保证气体均勻，第一气体供应管路出口 20面积应沿一气体供应管路入口 22方向的插指指尖方向递增；如果第一气体供应管路出口 20面积相同，则第二气体供应管路出口 M距离应沿第二气体供应管路入口 23插指指尖方向递减；其它采用插指结构的均勻进气系统，第一气体供应管路出口面积和分布应与上述描述一致。所述第一气体供应管路出口 20和第二气体供应管路出口 M的覆盖面积大于衬底台5的面积，第一气体供应管路出口 20和第二气体供应管路出口 M方向应与衬底台5垂直。本实施方式所述真空系统3包括真空管路1及真空泵浦2，真空泵浦2经由该真空管路1连接至反应腔室14下部。本实施方式所述第一气体供应管路10、辅助吹扫气体供应管路12和第二气体供应管路11上分别设有第一高频阀门15、辅助吹扫气体阀门16和第二高频阀门17，所述第一高频阀门15、辅助吹扫气体阀门16和第二高频阀门17分别位于第一前驱体容器8、辅助吹扫气体容器13和第二前驱体容器9的出口处；所述第一高频阀门15、辅助吹扫气体阀门 16和第二高频阀门17可以控制前体源A、辅助吹扫气体源和前体源B的进出。本实施方式所述一种采用均勻进气系统的原子层沉积装置还包括升降机7，所述升降机7固定连接在腔体盖6的一侧，用来控制腔体盖6的升降；本实施方式所述的采用均勻进气系统的原子层沉积装置还包括衬底台自转系统18，所述的衬底台自转系统18固定在衬底台5的底部；所述的衬底台自转系统18为马达，衬底台5通过马达带动可绕其中心轴线勻速旋转。本实施方式所述采用均勻进气系统的原子层沉积装置可以有多个前驱体源容器， 前驱体本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种采用均匀进气系统的原子层沉积装置，该装置包括真空系统（３）、反应腔室（１４）、第一前驱体容器（８）、第二前驱体容器（９）、辅助吹扫气体容器（１３）、第一气体供应管路（１０）、第二气体供应管路（１１）和辅助吹扫气体供应管路（１２）；其特征在于，反应腔室（１４）内设有均匀进气系统（４）、衬底台（５）、腔体盖（６）和衬底（１９），所述第一气体供应管路（１０）与第一前驱体容器（８）相连接，第二气体供应管路（１１）与第二前驱体容器（９）相连接，辅助吹扫气体供应管路（１２）与辅助吹扫气体容器（１３）相连接；所述第一气体供应管路（１０）和第二气体供应管路（１１）分别通过腔体盖（６）与均匀进气系统（４）连通；所述辅助吹扫气体容器（１３）通过辅助吹扫气体供应管路（１２）与反应腔室（１４）相连接；所述均匀进气系统（４）固定在腔体盖（６）下部；所述衬底（１９）设置在衬底台（５）上表面；所述真空系统（３）设置在反应腔室（１４）下部且与反应腔室（１４）相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：单崇新，申赫，于吉，刘兴宇，王双鹏，李炳辉，申德振，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。