[发明专利]一种原子层沉积设备和应用

权利要求书

1.一种原子层沉积设备，其特征在于，包括：惰性气体储罐，调节阀，输气管，第一流量计，第二流量计，第一电控阀，第一反应物料罐，第二电控阀，第二反应物料罐，真空泵，反应腔体，其中：

所述惰性气体储罐通过输气管分别连接第一流量计的进气口和第二流量计的进气口，在惰性气体储罐的出气口处设置有调节阀；第一流量计的出气口和第二流量计的出气口分别通过输气管与反应腔体的进气口相连，反应腔体的出气口与真空泵相连；

在第一流量计的出气口和反应腔体的进气口之间的输气管路上还设置有第一反应物料罐，且第一反应物料罐通过第一电控阀与输气管相联通；在第二流量计的出气口和反应腔体的进气口之间的输气管路上设置有第二反应物料罐，且第二反应物料罐通过第二电控阀与输气管相联通；

第一反应物料罐内设置有第一温控装置，第二反应物料罐内设置有第二温控装置，反应腔体内设置第三温控装置。

2.根据权利要求1所述的一种原子层沉积设备，其特征在于，在所述反应腔体上设置压力传感器。

3.根据权利要求1或者2所述的一种原子层沉积设备，其特征在于，所述第一反应物料罐和第二反应物料罐竖直放置。

4.根据权利要求1或者2所述的一种原子层沉积设备，其特征在于，所述反应腔体设置有腔体门，在反应腔体和腔体门之间设置有橡胶密封圈。

5.根据权利要求1或者2所述的一种原子层沉积设备，其特征在于，所述第一流量计，第二流量计分别与输气管密封连接。

6.根据权利要求5所述的一种原子层沉积设备，其特征在于，所述第一流量计，第二流量计分别与输气管采用VCR密封接头进行连接。

7.根据权利要求1或者2所述的一种原子层沉积设备，其特征在于，所述反应腔体与输气管密封连接。

8.根据权利要求7所述的一种原子层沉积设备，其特征在于，所述反应腔体与输气管采用VCR密封接头进行连接。

9.如权利要求1或者2所述的一种原子层沉积设备在Ta₂O₅原子层薄膜制备中的应用，其特征在于，第一反应物料罐内盛放液态五(二甲氨基)钽，第二反应物料罐内盛放液态H₂O，通过第一和第二温控装置以使第一反应物料罐保持在60—65℃，第二反应物料罐保持在30—40℃；通过第三温控装置以使反应腔体中温度为150-300℃，采用周期型沉积的方式进行Ta₂O₅原子层薄膜的沉积，一个周期由如下四个连续步骤组成，即Ta₂O₅原子层薄膜的一个生长周期：

(1)第一电控阀打开，第二电控阀关闭，五(二甲氨基)钽蒸汽被惰性气体带入反应腔体，五(二甲氨基)钽吸附在反应基底材料上，形成一层饱和膜；

(2)第一电控阀关闭，第二电控阀关闭，以惰性气体气进入反应腔体进行清洗，即利用惰性气体去除反应室里多余的五(二甲氨基)钽，净化反应腔体，将腔体内多余的反应物吹扫，被泵抽走；

(3)第一电控阀关闭，第二电控阀打开，水蒸气被惰性气体带入反应腔体，与吸附在反应基底材料上的五(二甲氨基)钽发生化学反应，形成Ta₂O₅原子层薄膜；

(4)第一电控阀关闭，第二电控阀关闭，以惰性气体气进入反应腔体进行再次清洗。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氦气或者氩气；在所述周期型沉积方式中，步骤(1)中通入时间为0.1—5s；步骤(2)中通入时间为5-20s；步骤(3)中通入时间为0.01-1s；步骤(4)中通入时间为10-30s。