[发明专利]一种源气隔离的固态源原子层沉积装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种源气隔离的固态源原子层沉积装置和方法，属于沉积装置和方法领域。

背景技术

传统的ALD工艺中，前躯体源可以是固体或者液体状态，其被传送到具有一片或者多片衬底的反应室中，前躯体源料在在反应室中在衬底表面形成镀膜。

在使用固态前躯体源料时，固态源尝尝被封闭于一个可耐高压的钢瓶中，并对其加热至高温状态而使固态源气化，并使用载气将气化的前躯体源带出钢瓶。载气从钢瓶中将气化的前躯体源带出，但同时也可能将未气化的固态的前躯体源料带入管路，从而造成阀门或者其他部件的堵塞和损坏。现在固态前躯体一般使用大块材料，并在固态源钢瓶出气口设有过滤装置防止载气带走粉末颗粒，但加载过滤装置也限制了气流的通畅和稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种源气隔离的固态源原子层沉积装置和方法，使得在使用固态前躯体源料时，避免将未气化的固态的前躯体源料带入管路，从而造成阀门或者其他部件的堵塞和损坏。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种源气隔离的固态源原子层沉积装置，前驱体源料提供系统，包括多个并联的前驱体源料支路，前驱体源料支路包括管路和前驱体源料容器，前驱体源料容器分为上下两部分，下部为存放固态前驱体源料的固态源容器，上部为气态前躯体存储的气态源容器，其中间设置有控制两者联通与断开的阀门，气态源容器两端设有脉冲执行器，固态源容器上设置有加热装置，各前驱体源料支路上设置有阀门，在一端汇集成前驱体源料总路后与吹扫气输送系统连接至反应腔体系统，反应腔体系统通过真空控制阀连接至真空泵， 前驱体源料支路另一端连接至载气系统。

进一步的，前驱体源料支路与载气系统之间设置有阀门。

进一步的，固态源容器内部表面镜面抛光并镀有防护层。

一种源气隔离的固态源原子层沉积方法，利用真空泵将反应腔体系统置于真空状态，通过载气系统将前驱体源料输送至反应腔体系统后进行沉积，前驱体源料容器包括固态源容器和气态源容器，通过加热使得前驱体源料由固态升华至气态后，由载气输送至反应腔体系统后沉积。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种源气隔离的固态源原子层沉积装置的前驱体源料支路结构示意图；

图2是本发明一种源气隔离的固态源原子层沉积装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种源气隔离的固态源原子层沉积装置，前驱体源料提供系统，包括多个并联的前驱体源料支路，前驱体源料支路包括管路和前驱体源料容器，前驱体源料容器分为上下两部分，下部为存放固态前驱体源料的固态源容器，上部为气态前躯体存储的气态源容器，其中间设置有控制两者联通与断开的阀门，气态源容器两端设有脉冲执行器，固态源容器上设置有加热装置，各前驱体源料支路上设置有阀门，在一端汇集成前驱体源料总路后与吹扫气输送系统连接至反应腔体系统，反应腔体系统通过真空控制阀连接至真空泵， 前驱体源料支路另一端连接至载气系统。

进一步的，前驱体源料支路与载气系统之间设置有阀门。

进一步的，固态源容器内部表面镜面抛光并镀有防护层。

一种源气隔离的固态源原子层沉积方法，利用真空泵将反应腔体系统置于真空状态，通过载气系统将前驱体源料输送至反应腔体系统后进行沉积，前驱体源料容器包括固态源容器和气态源容器，通过加热使得前驱体源料由固态升华至气态后，由载气输送至反应腔体系统后沉积。

实施例一

开启真空泵16，开启阀门4和真空控制阀14，使反应腔体13与气态源容器2内达到所需真空状态。真空度要求小于或等于1 pa时，然后进入下一步；

关闭阀门3。使用加热器7使固态源容器1内的固体源加热至升华温度从而成为前躯体气体，设置腔体1、设备管路、以及其他部件的温度，当显示温度与所设温度相同并达到稳定（波动范围小于或等于1℃）时进入下一步；

设置阀门3和4的脉冲时间都为10ms，冲洗时间分别设置为10s和15s；循环次数设置为100；吹扫气的流量设置为20sccm；

开始循环沉积，沉积结束后即可在颗粒表面形成厚度约为10纳米的镀膜。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。