[发明专利]原子层沉积连续式双面镀膜的卷绕装置

说明书

本发明公开了一种原子层沉积连续式双面镀膜的卷绕装置，包括箱体，箱体内依次设置有第一区域、第二区域和第三区域，第一区域内设置有放卷辊、第一过渡辊、第一进气系统和第一加热器，第二区域内设置有第二进气系统，第三区域内设置有收卷辊、第二过渡辊、第三进气系统和第二加热器，放卷辊和收卷辊分别用以放卷和收卷基带，第一过渡辊和第二过渡辊用以对基带的变向位置进行支撑，第一进气系统、第二进气系统和第三进气系统均包括伸入箱体内的匀气管，第一区域、第二区域和第三区域的箱体上均设置有出气口。本发明通过设置匀气管，可使气体在通入箱体内时均匀分布，以提高反应效率，使原子层沉积更均匀。

技术领域

本发明涉及原子层沉积技术领域，特别是涉及一种原子层沉积连续式双面镀膜的卷绕装置。

背景技术

原子层沉积(Atomic layer deposition，简称ALD)是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。原子层沉积与普通的化学沉积有相似之处。但在原子层沉积过程中，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，这种方式使每次反应只沉积一层原子。

近年来由于纳米器件的制备需求，ALD逐渐受到产业界的重视，而有越来越多的研究投入。ALD利用前驱物气体与基体表面所产生的自限制反应与集体表面发生单层化学吸附后，反应气体不在与表面发生反应，所以成长厚度可以控制在埃等级，且均匀性极佳。故近年来ALD技术逐渐应用在环境与能源领域、微电子领域、催化领域等。

ALD是一种在速率可控的条件下通过一系列自限制表面饱和反应形成薄型膜的沉积技术，由于它操作简单、具有可重复性、沉积薄膜均匀，所以是非常具有潜力的沉积技术。ALD技术最大的特点是自限制的表面反应，该表面反应由两个自限制的半反应组成，这使得ALD在薄膜制备方面由许多优势：1)每一个循环在基体的表面都沉积相同数量的材料与前驱物气体的多少无关，只要前驱物的剂量高于饱和反应即可，所以ALD有很好的台阶覆盖率以及大面积厚度均匀性；2)薄膜的厚度取决于循环次数，所以厚度可以得到精确控制；3)前驱物是交替通入反应室的，可以精确控制薄膜成分，避免有害物质的污染；4)连续反应过程使得到的薄膜无针孔，密度高。

随着社会实际需求和ALD工艺的发展，ALD技术已在大面积基底和连续沉积方面显示出巨大的应用前景。例如在太阳能领域，ALD工艺制造的Al₂O₃薄膜作为太阳能电池的钝化层，能够将电池转化光能的效率提到20％以上。在柔性电子领域，纳米级别厚度的ALD薄膜可以有效地隔离电子器件周围水和氧，从而极大地提高柔性电子器件的使用寿命和可靠性。运用原子层沉积技术在锂离子电池正极材料表面均匀包覆Al₂O₃,ZrO₂等物质可增加材料表面的稳定性，在不影响离子电子传输的前提下有效隔离正极材料与电解液的接触，减少电解液的分解，从而提高材料的电化学性能；在锂离子电池负极方面，能在锂金属表面形成一层有效的无机或有机保护膜，从而避免锂金属与液态电解质的直接接触与反应；另外，这层保护膜也起到有效的抑制锂金属枝状生长的效果，从而提高锂电池的安全性能。

现有技术中，原子层沉积系统虽然能够实现基带的镀膜，但无法保证基带的张力和镀膜的均匀性，镀膜精度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种原子层沉积连续式双面镀膜的卷绕装置，用以实现基带间歇式双面镀膜，完成大面积原子层沉积，并提高镀膜的均匀性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：