[发明专利]氧化物的化学气相沉积制备装置及制备方法

权利要求书

1.一种氧化物的化学气相沉积制备装置，其特征在于，包括：

一反应管，反应管内部有一金属舟组件和一衬底托，该衬底托的一个表面上可以安置一个或多个衬底；

一进气口，用于输送第二气体到该反应管内并能到达衬底处；

一加热装置，该加热装置安置在反应管的外围，可加热反应管及其内部的物件；

该金属舟组件包括：依次连通的一通道，一金属舟，一通道，一喷口；金属舟是中空的，用于容纳金属；喷口指向衬底托；从通道通入的第一气体将依次经过金属舟、通道和喷口，喷向衬底托及衬底，并在经过金属舟时与其容纳的金属接触，使金属的蒸汽混入第一气体中。

2.如权利要求1所述的氧化物的化学气相沉积制备装置，其特征在于，其中该喷口与该衬底托之间的距离小于衬底托外径的2倍，或者小于该反应管内径的1.5倍。

3.如权利要求1所述的氧化物的化学气相沉积制备装置，其特征在于，其中该喷口包括2-12个互相分开的喷管，以便从该喷口喷出的第一气体能均匀分布于该衬底上。

4.如权利要求1或3所述的氧化物的化学气相沉积制备装置，其特征在于，其中该反应管内还安置一气体输送组件，该气体输送组件不与喷口相接触，用于将第三气体输送到衬底上。

5.如权利要求4所述的氧化物的化学气相沉积制备装置，其特征在于，其中该气体输送组件包括一通道，一气室，一喷口；该通道的一端连接在该气室上，另一端接受通入的第三气体；该喷口包括连接在该气室上的2至12个互相分开的喷管，这些喷管的出口都指向衬底托；从通道通入的该第三气体依次流经气室、喷口，喷向衬底托。

6.如权利要求1或3所述的氧化物的化学气相沉积制备装置，其特征在于，其中该衬底托为圆柱形，其轴线位于该反应管的轴线上，其面对喷口的一个底面上可以安置衬底。

7.如权利要求1或3所述的氧化物的化学气相沉积制备装置，其特征在于，其中加热装置为多温区管式炉，可以将金属舟和衬底托加热到不同温度。

8.一种氧化物的化学气相沉积制备方法，该方法是使用如权利要求1所述的氧化物的化学气相沉积制备装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：向金属舟中装入构成所沉积的氧化物的一种或几种金属；

步骤2：将衬底安置于衬底托上；

步骤3：加热装置将反应管加温；

步骤4：从通道通入第一气体，从进气口通入第二气体；该第二气体含有氧化剂，该氧化剂能与金属舟中的金属的蒸汽反应生成金属氧化物；该第一气体流经金属舟时与其中的金属接触，金属的蒸汽混入该第一气体；该第一气体、第二气体在衬底上反应而生成金属氧化物，沉积于衬底上。

9.如权利要求8所述的氧化物的化学气相沉积制备方法，其特征在于，其中该第二气体中含有的氧化剂选自H₂O、CO₂、O₂、N₂O或它们的混合物，向金属舟中装入的金属是选自Zn、Cd、Mg、Be、Al、Ga。

10.如权利要求9所述的氧化物的化学气相沉积制备方法，其特征在于，其中该第二气体中含有的氧化剂是H₂O，向金属舟中装入的金属是Zn，在衬底上沉积ZnO的速率大于100微米每小时。

11.一种氧化物的化学气相沉积制备方法，该方法是使用如权利要求1和4所述的氧化物的化学气相沉积制备装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：向金属舟中装入构成所沉积的氧化物的一种或几种金属；

步骤2：将衬底安置在衬底托上；

步骤3：加热装置将反应管加温；

步骤4：从通道通入第一气体，从进气口通入第二气体，通过气体输送组件通入第三气体；该第一气体和第二气体对于金属舟中的金属是惰性的，第三气体含有氧化剂，该氧化剂能与金属舟中的金属的蒸汽反应生成金属氧化物；该第一气体流经金属舟时与其中的金属接触，金属的蒸汽混入该第一气体；该第一气体、第三气体在衬底上反应而生成金属氧化物，沉积于衬底上；该第二气体起到延缓第一气体、第三气体混合的作用。

12.如权利要求11所述的氧化物的化学气相沉积制备方法，其特征在于，其中该第三气体中含有的氧化剂选自H₂O、CO₂、O₂、N₂O或它们的混合物，向金属舟61中装入的金属是选自Zn、Cd、Mg、Be、Al、Ga。