[实用新型]一种基于ALD技术的薄膜制备装置

说明书

本实用新型公开一种基于ALD技术的薄膜制备装置，涉及薄膜制备技术领域，包括：芯片基板、反应单元、供水/供臭氧单元、用于盛装不同反应物的若干个反应物容量瓶、内部环境为真空的混气罐，若干个反应物容量瓶分别通过电磁阀与混气罐的进气口相连通，混气罐的出气口通过电磁阀与反应腔室连通，混气罐内设置有用于搅动气流的风机组；本实用新型中在不同反应物进入反应腔室之前，先进入到混气罐内进行混合，并利用风机组的搅动作用提高不同反应物间的混合效果，混合后的混合物进入到反应腔室内并与后续通入的水或臭氧进行反应，在芯片基板上形成掺杂混合薄膜，且形成的掺杂混合薄膜是在同一(原子)层里实现掺杂，提高了薄膜的机械和光电性能。

技术领域

本实用新型涉及薄膜制备技术领域，特别是涉及一种基于ALD技术的薄膜制备装置。

背景技术

原子层沉积(ALD)设备是薄膜制备(生长)最重要的设备之一，广泛的应用于集成电路、半导体材料、光学、封装、保护涂层等领域，该设备可以制备氧化物薄膜，金属薄膜，有机薄膜，传统的行业要求一般只用该设备生长单一的薄膜实现特定功能，然而随着技术的发展，单一功能的薄膜有时候不能满足技术的需要，就需要对薄膜实现掺杂，即生长出的薄膜不是单一的，可能是多种材料复合在一起，称之为掺杂，举例说明，制备铝掺杂氧化锌(AlZnO)这种混合薄膜，先生长其中的(如氧化锌)一层或者几层，再生长混合物另外一种(如氧化铝)的一层或者几层，这种制备薄膜的生长方式叫做掺杂，混合薄膜的掺杂比例通过调控彼此的层数实现。

通过ALD生长薄膜需要有前驱体材料(反应物)，例如生长氧化铝需要的反应物是三甲基铝和水，两者交替通入反应腔室，通入的量通过电磁阀门打开的时间控制(注释：对于三甲基铝(TMA)和水(H2O)来说在室温下就可以自然挥发)，在一定的环境下(如真空环境下，加热温度80-300度)实现化学反应生长出薄膜，以上三甲基铝和水交替通入一次，称之为一个循环，生长薄膜的厚度可以通过控制循环的次数控制。

传统方法制备掺杂混合薄膜可参考图1，首先生长其中的(如氧化锌)一层或者几层，再生长另外一种(如氧化铝)的一层或者几层，只能实现层间的掺杂和混合，最终得到的混合薄膜是分层的，无法实现同层薄膜的掺杂混合。

例如：申请号为“202010680690.5”，名称为“ALD沉积装置及ALD沉积方法”的发明专利以及申请号为“202010348365.9”，名称为“一种基于ALD技术制备氧化锌薄膜的装置及方法”的发明专利均公开了利用ALD技术制备薄膜的装置，但是两者均采用的是单层沉积的方式，在面对需要沉积多层时，其结构能够实现的仅仅是一层一层的沉积，即上述的先生长其中的一层或者几层，再生长另外一种的一层或者几层，这样成型的薄膜为分层结构，结构强度较弱。

因此人们亟需一种能够在同一原子层内实现掺杂和混合、提高薄膜的机械和光电性能的基于ALD技术的薄膜制备装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于ALD技术的薄膜制备装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过增设混气罐，反应物进入反应腔室前进行混合，使得形成的薄膜是在同一(原子)层里实现掺杂，提高薄膜的机械和光电性能。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种基于ALD技术的薄膜制备装置，包括芯片基板、反应单元、供水/供臭氧单元以及用于盛装不同反应物的若干个反应物容量瓶，所述芯片基板设置在所述反应单元的反应腔室内，所述供水/供臭氧单元与所述反应腔室相连通，其特征在于，还包括内部环境为真空的混气罐，若干个所述反应物容量瓶分别通过电磁阀与混气罐的进风口相连通，所述混气罐的出风口通过电磁阀与反应腔室连通，所述混气罐内设置有用于搅动气流的风机组。

优选的，所述风机组包括若干个风扇，若干个风扇均匀环设在所述混气罐的内壁上，所述风扇的出风方向与气流方向相同。

优选的，所述混气罐的外壳内环设有用于使混合物保持更高反应活性的加热壁。

优选的，所述加热壁内可拆卸设置有殷瓦合金内衬。