[发明专利]液相化学沉积装置、方法及其制品

权利要求书

1.一种用于形成无定形材料的方法，其特征在于，包含以下步骤：

在溶液中混合液态金属有机前体；

向有受控气氛的沉积室内的表面喷射金属有机前体溶液的液态气溶胶；

加热该表面至温度高于金属有机前体的分解温度；以及

使金属有机前体在与加热表面接触后分解以形成无定形材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含将喷射的气溶胶在与表面接触前暴露在辐射能中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述暴露喷射的气溶胶的步骤在与表面相邻的加热区域形成热梯度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述加热区域热梯度将所述喷射的液态气溶胶的温度提高超过气溶胶内所有液态溶剂的蒸发温度。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述暴露的步骤包括加热所述喷射的气溶胶至相分离和从雾化的金属有机前体中蒸发液态溶剂。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，喷射的步骤包括使用决定沉积室内的受控气氛的气体或者气体混合物。

7.根据权利要球6所述的方法，其特征在于，所述气体或者气体混合物被预热。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属有机前体由羧酸盐、醇盐、或者烷基金属、或者β-酮化物组成。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在加热步骤中所述表面被加热至250°C温度以上并低于要形成的无定形材料的任何结晶成核温度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述表面被加热至温度低于400°C。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包含通过在受控气氛内应用热处理从无定形材料中除去任何残留的有机材料，所述热处理提高形成的无定形材料的温度，使其≤450°C。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，执行所述热处理的同时应用紫外线。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含用随后的加热步骤由形成的无定形材料形成结晶材料。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述随后的加热步骤是快速的热退火步骤或者等离子体退火步骤。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述形成的结晶材料具有长度小于100纳米的颗粒尺寸。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包含移除在其上形成无定形材料的表面。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无定形材料是金属氧化物陶瓷材料，并且所述受控气氛包含空气、包含氧分压的惰性气体混合物，或者包含一氧化碳和二氧化碳的化学氧化分压的惰性气体混合物。

18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无定形材料是金属合金、超合金、半金属或者半导体，并且所述受控气氛包含惰性气体混合物，所述惰性气体混合物含有氩气、氮气或氢气、或者二氧化碳和一氧化碳的化学还原性分压。

19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成的无定形材料具有在原子级别上变化小于±1.5mol%的元素组成。

20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成的无定形材料是无定形硅、铟锡氧化物、砷化镓、碲化镉、硅锗，锗或铜铟镓硒化合物。

21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液态金属有机前体在分子水平上被混合，所述无定形材料具有在原子级别上均匀细分的元素的化学精确混合物。

22.一种用于形成无定形材料的装置，其特征在于，包含：

沉积室；

用于向位于沉积室内的表面喷射液态金属有机前体的喷雾装置；以及

适用于加热所述表面使其温度高于金属有机前体的分解温度的加热器，

其中，当加热时所述加热器有效引起与所述表面接触的金属有机前体分解以形成无定形材料。