[发明专利]沉积具有受控形态和纳米结构的纳米结构薄层的方法与装置

权利要求书

1.一种制造具有受控形态的纳米结构膜的方法，包括如下操作：

-提供至少一个第一腔室(10)和第二腔室(11)，所述第一腔室(10)和所述第二腔室(11)由壁(12)分隔开，但是通过一个或多个开口(13)而彼此流体连通；

-在所述第一腔室中提供平面天线(16)，以用来形成局部等离子体，所述平面天线靠近或者抵住分隔所述第一腔室和所述第二腔室的所述壁放置，使得所述天线的离所述壁较远的表面离所述壁的距离“d”不超过5cm，并且所述平面天线在对应于所述壁中的所述一个或多个开口的位置具有一个或多个孔洞；

-在面对所述天线的距离分隔所述第一腔室和所述第二腔室的所述壁较远的所述表面的区域中产生平面的非热等离子体；

-在距离所述天线的离所述壁较远的所述表面不超过5cm的距离“h”的部位处向所述第一腔室注射气相或者蒸气相形式的试剂，以便促使所述试剂穿过所述非热等离子体的区域，因此限定试剂流与所述等离子体相交的反应区，所需材料的分子物质在所述反应区中产生；

-通过所述一个或者多个开口，从所述反应区提取所述分子物质并且将所述分子物质向沉积区引导，所述沉积区被限定在所述第二腔室内，在所述第二腔室中设置了用于所述纳米结构膜的衬底(35)；

-将所述反应区维持在包括在10和100,000Pa之间的压强P_R下，将所述沉积区维持在包括在0.01和10,000Pa之间的压强P_D下，并且将P_R/P_D比维持在等于或者大于3的值，因此确定包含所述分子物质的超音速气体射流(34)，所述超音速气体射流(34)被从所述反应区引导到所述沉积区；

-在距离所述一个或多个开口包括在0.5和10cm之间的距离处沿所述超音速射流的轴线布置所述衬底。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述压强P_R包括在10和10,000Pa之间，并且所述压强P_D在1和3,000Pa之间。

3.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述距离“d”低于2cm。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述距离“d”低于1.5cm。

5.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述距离“h”低于2cm。

6.根据权利要求3所述的方法，其中所述距离“h”低于1.5cm。

7.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述试剂是一种元素的至少一种前体化合物和将与所述前体反应的至少一种气体，所述元素可为金属、类金属或者在环境温度和压力下不是气态的另一种元素。

8.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述试剂在惰性气体中被稀释。

9.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述纳米结构膜由金属、半导体、氧化物、陶瓷化合物、具有电绝缘属性的化合物或者导体化合物组成。

10.根据权利要求7所述方法，其中所述前体在环境温度和压力下呈气态，并且以此状态被注射入所述反应区。

11.根据权利要求7所述方法，其中所述前体在环境温度和压力下呈液态，并且以蒸气形式被注射入所述反应区。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述蒸气被注射入所述反应区，由惰性输送气体或试剂气体稀释。

13.根据权利要求7所述的方法，其中所述前体在环境温度和压力下为固体，并且以通过溅射所述固体而获得的蒸气的形式被注射入所述反应区。