[发明专利]半导体薄膜制备装置及制备方法

说明书

本发明提供了一种半导体薄膜制备装置及制备方法，涉及半导体薄膜加工技术领域，主要目的是解决现有技术中存在的薄膜厚度较薄的技术问题。该半导体薄膜制备装置，包括：沿垂直方向设置的炉体、至少一个设置在所述炉体内部的蒸发源装置以及位于至少一个所述蒸发源装置上部的衬底；所述蒸发源装置位于所述炉体下端且至少一个所述蒸发源装置与所述衬底相对设置；所述炉体的上端设置有开口，真空泵通过所述开口与所述炉体相连并用于抽取所述炉体内部的气体。当该半导体薄膜制备装置启动时，蒸发源装置与衬底所在处均处于真空状态，位于蒸发源装置上的物料在真空状态下能够以较快的速度沿垂直方向移动并沉积在衬底上从而在较短的时间内形成超厚薄膜。

技术领域

本发明涉及半导体薄膜加工技术领域，尤其是涉及一种半导体薄膜制备装置及制备方法。

背景技术

目前制备半导体薄膜的方法很多，如电化学沉积(ECD)、金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)、脉冲激光法、分子束成长法、共蒸法、闪蒸法、离子束溅射等传统方法。上述这些制备方法在不同程度上存在着成分偏离化学计量比、仪器设备价格昂贵、制作上危险度较高等问题。更重要的是上述薄膜制备方法通常只适合制备较薄的薄膜，例如厚度为1μm及以下的薄膜。然而，在一些特殊应用场合需要厚度为数十微米甚至上百微米的超厚薄膜。例如以产生电能为主要目的的热电薄膜常常需要较大的厚度以减少发电元件电阻，以增大输出功率。例如，以探测X光或γ射线为目的的射线探测器薄膜需要有足够的厚度来吸收射线的能量。

因此，亟需研发出一种新型的、能够生产出相对较厚的半导体薄膜的设备以及加工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体薄膜制备装置及制备方法，以解决现有技术中存在的薄膜厚度较薄的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种半导体薄膜制备装置，包括：沿垂直方向设置的炉体、至少一个设置在所述炉体内部的蒸发源装置以及位于至少一个所述蒸发源装置上部的衬底；所述蒸发源装置位于所述炉体下端且至少一个所述蒸发源装置与所述衬底相对设置；所述炉体的上端设置有开口，真空泵通过所述开口与所述炉体相连并用于抽取所述炉体内部的气体。

用于制备薄膜的物料位于蒸发源装置上，当该半导体薄膜制备装置启动时，蒸发源装置与衬底所在处均处于真空状态，物料在真空状态下能够以较快的速度沿垂直方向移动并沉积在衬底上从而在较短的时间内形成超厚薄膜。

在上述技术方案中，优选的，所述炉体内还设置有用于维持炉体内部真空度的稳压装置，所述稳压装置位于所述衬底的上方，当所述真空泵停止工作后，所述稳压装置在气压作用下与所述炉体的内侧壁紧密贴合以使所述蒸发源装置与所述衬底处保持真空状态。

通过在炉体内部设置稳压装置，可以有效维持炉体内部的真空状态，不仅有助于加快薄膜的沉积速度，同时还能够帮助降低生产成本。

在上述技术方案中，优选的，所述稳压装置包括能沿所述炉体的高度方向滑动移动的滑动件和设置在所述滑动件周侧的环形弹性结构，其中所述滑动件的外侧壁与所述炉体的内侧壁间存在间隙，所述弹性结构与所述炉体的内侧壁相互抵接；

当所述真空泵工作时，位于所述稳压装置下方的气体经所述环形弹性结构的外侧壁被抽出，当所述真空泵停止工作时，所述稳压装置在气压作用下使其下方的炉体内部处于真空状态。

在上述技术方案中，优选的，所述弹性结构的截面为弧形且其朝向所述蒸发源装置所在方向弯曲。

该装置能够保证炉体内的气体仅能从稳压装置下方朝向上方流动，而不能逆向流动破坏衬底区域的真空环境。

在上述技术方案中，优选的，还包括加热装置，所述加热装置对所述炉体进行加热从而使位于所述蒸发源装置上的物料通过蒸镀的方式附着在所述衬底上。