[发明专利]一种原子层沉积系统

说明书

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系统。本发明所提供的原子层沉积系统包括流体源引入管道、反应装置和第一调控装置，反应装置包括反应装置本体、反应装置流体引入管道和反应装置流体引出管道，第一调控装置包括第一调控装置本体、第一调控装置流体引入管道和第一调控装置流体引出管道，反应装置流体引入管道和第一调控装置流体引入管道均与流体源引入管道流体连通。本发明所提供的原子层沉积系统有利于三维钝体表面生长过程中层流条件的建立、空气动力学界面层分离的抑制、以及镀膜过程的迅速完成，并能够节约原子层沉积原料2倍以上，且可实现快速镀膜。

【技术领域】

本发明属于原子层沉积技术领域，特别是涉及一种原子层沉积系统。

【背景技术】

在现代科学技术的发展中，特别是纳米科学技术的发展中，几乎所有的相关应用都涉及以实现各种表面功能为目的的纳米镀膜技术，特别是可以在原子尺度进行厚度控制的纳米镀膜技术。在镀膜方法的选取上，液相条件的湿化学方法虽然成本低廉，却难以形成等厚且均匀致密的高质量纳米镀膜层。目前被广泛采用的纳米镀膜技术都是基于气相条件下的纳米镀膜技术，例如物理气相沉积、化学气相沉积以及原子层沉积等。其中原子层沉积技术由于具有独特的表面自限制生长机理，其应用范围在近年来随着半导体及微电子产业的发展得到了迅速拓展。

原子层沉积技术采用反应物分子有序交替输运、表面自限制性生长、步进式表面覆盖等方式和机理来控制物体表面的气相化学反应，从而实现纳米/亚纳米尺度内薄膜生长速率的精确控制。目前，在需要制备超薄、高均匀性和保型性极好的各种薄膜材料的应用中，原子层沉积技术具有不可替代的地位。正因如此，原子层沉积技术有着广泛的应用领域。具不完全统计，原子层沉积技术的应用在过去的十年中成指数增长，目前这种方法已经被广泛应用于半导体及相关产业，例如：集成电路、传感器、III-V器件、微/纳机电系统制造业、光学器件和光电工程、防锈耐磨材料和可再生能源应用(比如：太阳能)。其他大规模的应用包括防腐、能源存储和生产(例如：先进薄膜电池和燃料电池)、柔性电子水分或者气体密封涂层、针对医疗设备和植入体的生物相容性涂层、水净化、先进的照明设备(例如：LED)、生态包装材料、装饰涂料、玻璃防裂层、防水涂料等。

在传统的原子层沉积系统中，为了保证整个腔体在薄膜生长过程中层流条件的建立、维持以及湍流回流的抑制，在薄膜生长步骤内，气体流量通常被限定在较小的数值(传统原子层沉积系统的流量一般设定在100-500sccm之间)。此流量虽然能保证薄膜生长时的最佳空气动力学环境，但难以实现反应副产物迅速排出所需要的气体流量。传统原子层沉积系统只设定一个统一气体流量，无法对表面沉积过程和反应副产物清空过程实行分别流量控制。同时，我们也发现，比传统原子层沉积系统更大的气体流量(≥1000sccm)更利于反应副产物的迅速及有效排出。所以，如果能够提供一种更先进的沉积系统，则能够进一步推动原子层沉积技术的发展和应用。

【发明内容】

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种原子层沉积系统，用于解决现有技术中的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种原子层沉积系统，所述原子层沉积系统包括流体源引入管道、反应装置和第一调控装置，所述反应装置包括反应装置本体、用于将流体源引入反应装置本体的反应装置流体引入管道和用于将流体引出反应装置本体的反应装置流体引出管道，所述第一调控装置包括第一调控装置本体、用于将流体源引入第一调控装置本体的第一调控装置流体引入管道和用于将流体引出第一调控装置本体的第一调控装置流体引出管道，所述反应装置流体引入管道和第一调控装置流体引入管道均与流体源引入管道流体连通，还包括至少一个反应源供应装置，所述反应源供应装置包括反应源阵列、用于将含有反应源的流体引出反应源阵列的反应源阵列流体引出管道，所述反应源流体引出管道与反应装置本体流体连通。

在本发明一些实施方式中，还包括用于将流体源引入反应装置本体的副产物清除流体引入管道。