[发明专利]一种ALD与CVD配合使用的薄膜材料制备系统及方法

说明书

本发明公开了一种ALD与CVD配合使用的薄膜材料制备系统及方法，属于薄膜材料制备领域。一种ALD与CVD配合使用的薄膜材料制备系统，包括：射频单元、反应腔和注入单元；所述射频单元通过产生交变磁场在所述反应腔的内部生成感应电流；所述反应腔的内部设置有反应座；所述反应腔与所述注入单元连接；所述注入单元包括混合罐和喷头；与现有技术相比，本发明通过在反应腔体外部加上PE功能，利用射频电源产生的交变磁场在反应腔内感应交变电流，使反应气体产生高密度等离子体，从而促进薄膜的沉积和生长；同时喷头采用特殊的流道设计，可使气体或者蒸汽均匀地传递和分散到反应腔体中。

技术领域

本发明涉及薄膜材料制备领域，具体涉及一种ALD与CVD配合使用的薄膜材料制备系统及方法。

背景技术

化学气相沉积(CVD)是利用一种或多种气态或蒸汽态的前驱体物质在气相或气固界面上分解或者反应生成固态沉积物的技术。原子层沉积(ALD)可以认为是化学气相沉积反应的一种，它通过将气态前驱体交替注入反应器，借助两步具有自限制特性的表面化学反应，实现薄膜在基底材料表面的可控生长。

目前，原子层沉积(ALD)与化学气相沉积(CVD)系统已经广泛应用在研究院校和实验当中。现有技术的ALD系统包含用于原子层沉积、CVD生长纳米材料和薄膜材料四通道质子流量计控制系统，大多数用于实验室中物理、化学气相沉积生长各种材料；因此，提出一种ALD与CVD配合使用的薄膜材料制备系统及方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种ALD与CVD配合使用的薄膜材料制备系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种ALD与CVD配合使用的薄膜材料制备系统，包括射频单元、反应腔和注入单元；

所述射频单元通过产生交变磁场在反应腔内生成感应交变电流；所述反应腔的内部设置有反应座；所述反应腔与所述注入单元连接；所述注入单元包括混合罐和喷头；所述喷头布置在所述反应座的上端；所述喷头与所述混合罐连接；所述混合罐存储有反应物。

进一步地，所述反应座包括支撑板和支撑座；所述支撑板对上端均布有连接孔；所述支撑板布置在所述支撑座的上端；所述支撑板与所述支撑座通过螺钉连接；所述支撑座包括上板和下板；所述上板靠近所述支撑板的一侧设有凹槽；所述凹槽与连接管一固定安装；所述下板设置有连接管二；所述下板与所述连接管一固定安装；所述连接管一与所述连接管二连通；所述凹槽设置有加热块；所述连接管一的外侧缠绕有线圈。

进一步地，所述反应腔由石英管和法兰组成，所述法兰的底部设置有真空抽口。

进一步地，所述喷头为4英寸蒸汽分散喷头，所述喷头设有400个直径为0.5mm的喷孔。

进一步地，所述反应腔连接有真空泵；所述真空泵连接有冷阱。

进一步地，所述混合罐内部固定安装有加热环和温控装置；所述混合罐的外部连接有高频ALD阀。

进一步地，所述反应腔布置在工作台的上端；所述工作台设置有控制面板。

本发明还提供一种ALD与CVD配合使用的薄膜材料制备方法，包括以下步骤：

将待镀膜材料放置在一个密闭的反应腔中；将反应腔进行抽真空处理；在通过感应射频电源在反应腔中产生交变电流；通过喷头均匀输送反应气体至待镀膜材料表面；交变电流促使反应气体产生高密度等离子体，高密度等离子体附着于镀膜材料表面生成薄膜。

本发明的有益效果：