[发明专利]制备BiGaO3薄膜材料的反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备BiGaO₃薄膜材料的气体脉冲序列。

背景技术

本申发明是申请号为CN201510766400.8的分案申请。

在文献CN103880078A中，我们已经公开了一种采用化学溶液旋涂法制备BiGaO₃薄膜材料的方法。然而，在制备大面积高厚度均匀性、厚度纳米级精确可控性方面，化学溶液旋涂法实在无能为力，与半导体制造工艺也难以集成、兼容。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于提供一种可精确控制薄膜厚度的时空分离式自限制性表面吸附反应制备的BiGaO₃薄膜材料的方法。实现本发明目的具体技术方案是：

一种BiGaO₃薄膜材料的制备方法，采用专门设计的装置来完成，所述装置具有如下的特征：

包括有铋前驱体源1、铋前驱体管路手动阀K1、铋前驱体管路自动阀AK1、铋前驱体载气管路质量流量控制器MFC1、镓前驱体源2、镓前驱体管路手动阀K2、镓前驱体管路自动阀AK2、镓前驱体载气管路质量流量控制器MFC2、氧前驱体源3、氧前驱体管路手动阀K3、氧前驱体管路自动阀AK3、氧前驱体载气管路质量流量控制器MFC3、惰性气体源4、惰性气体管路手动阀K4、真空反应腔、真空泵、真空泵进气口自动阀门AK4、设备控制器，真空反应腔中设有电加热器和温度传感器，设备控制器可以是PLC、单片机系统、计算机或专门设计的电路系统；铋前驱体源1、镓前驱体源2、氧前驱体源3的容器均设有电加热器和半导体制冷器；

铋前驱体源1的出口通过气体管路依次连接到铋前驱体管路手动阀K1、铋前驱体管路自动阀AK1、真空反应腔，镓前驱体源2的出口通过气体管路依次连接到镓前驱体管路手动阀K2、镓前驱体管路自动阀AK2、真空反应腔，氧前驱体源3的出口通过气体管路依次连接到氧前驱体管路手动阀K3、氧前驱体管路自动阀AK3、真空反应腔，惰性气体源4的出口通过气体管路连接到惰性气体管路手动阀K4，再通过分支管路分别连接到铋前驱体载气管路质量流量控制器MFC1、镓前驱体载气管路质量流量控制器MFC2、氧前驱体载气管路质量流量控制器MFC3，铋前驱体载气管路质量流量控制器MFC1的出口通过三通连接件连接在铋前驱体管路自动阀AK1与真空反应腔之间的气体管路上，镓前驱体载气管路质量流量控制器MFC2的出口通过三通连接件连接在镓前驱体管路自动阀AK2与真空反应腔之间的气体管路上，氧前驱体载气管路质量流量控制器MFC3的出口通过三通连接件连接在铋前驱体管路自动阀AK3与真空反应腔之间的气体管路上，真空反应腔的出口通过管路依次连接到真空泵进气口自动阀门AK4、真空泵的进气口；

铋前驱体源1、铋前驱体管路自动阀AK1、铋前驱体载气管路质量流量控制器MFC1、镓前驱体源2、镓前驱体管路自动阀AK2、镓前驱体载气管路质量流量控制器MFC2、氧前驱体源3、氧前驱体管路自动阀AK3、氧前驱体载气管路质量流量控制器MFC3、真空反应腔、真空泵、真空泵进气口自动阀门AK4、真空反应腔中的电加热器、温度传感器、所述容器的电加热器和半导体制冷器均通过电缆连接到设备控制器均通过电缆连接到设备控制器，由设备控制器集中控制各自的工作状态；

温度传感器的采集数据通过电缆传输给设备控制器，以实现温度的PID控制(比例-积分-微分控制)，可以使真空反应腔的温度迅速、准确地达到设定的温度值；

铋前驱体管路手动阀K1、镓前驱体管路手动阀K2、氧前驱体管路手动阀K3、惰性气体管路手动阀K4均由操作人员手动打开，不受控制器所控制，这种设计可以确保安全；

由设备控制器控制铋前驱体源1、镓前驱体源2、氧前驱体源3的容器的电加热器和半导体制冷器的工作状态，以使铋前驱体源1、镓前驱体源2、氧前驱体源3的温度可以恒定在设定的温度值；

所述BiGaO₃薄膜材料的制备方法，包括但不限于以下具体步骤：

A)将清洗洁净的衬底材料用惰性气体吹干，放置入衬底托盘中；

B)托盘连同衬底移入真空反应腔，通过设备控制器开启真空泵，然后再打开真空泵进气口自动阀门AK4，对真空反应腔进行抽真空；