[发明专利]一种用于连续离子层吸附的化学液相沉积成膜的设备

说明书

本发明涉及一种用于连续离子层吸附的化学液相沉积成膜的设备，其包括：反应腔体，其内具有反应腔室和样品台，位于所述样品台的两侧分别设置有出液通孔，两个所述出液通孔经管路并联后作为所述反应腔体的出液端；反应前驱体溶液循环管路，其输出端与所述反应腔体的顶部连接，将反应前驱体溶液注入所述反应腔室内，使位于所述样品台上的基片材料浸入所述反应前驱体溶液内；所述反应前驱体溶液循环管路的输入端与所述出液端连接；清洗循环管路，其输出端与所述反应腔体的顶部连接，将清洗液注入所述反应腔室内，用于清洗所述基片材料；所述清洗循环管路的输入端与所述出液端连接。本发明能提高薄膜制备过程的可重复性、扩大薄膜的制备面积、提高薄膜的质量。

技术领域

本发明涉及半导体材料成膜技术领域，特别是关于一种用于化学液相沉积成膜的设备。

背景技术

半导体材料的出现使科技获得了飞速的发展。半导体材料的成膜是目前半导体材料应用领域的重要技术，在薄膜太阳能电池研究、LED显示器、光电探测器、集成电路等诸多领域发挥着重要的作用。在该领域，薄膜制备技术，如化学气相沉积、原子层沉积等，已经取得了巨大成功。与气相薄膜沉积技术相比，液相成膜技术具有非真空、低温、低成本等优势，是目前重要的半导体成膜技术之一，在该领域将起到非常重要的作用。

液相成膜技术主要包括：旋涂、滴涂、刮涂、喷涂、提拉、化学浴沉积和连续离子层吸附反应成膜等。其中，连续离子层交换成膜技术可以利用阴阳离子在基底材料表面的吸附-反应过程形成致密、均匀的离子化合物半导体薄膜材料，诸如CdS、ZnS、BiOX、Ag₂S、PbS等。虽然该方法已经被广泛地应用在科学实验中，但实施过程仍然依靠人工操作完成，人工操作过程的个体和环境差异性导致了制备的薄膜质量和可重复性存在较大的问题。因此，设计和制造适用于连续离子吸附方法以及类似原理的其他化学液相成膜方法的设备是非常必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于化学液相沉积成膜的设备，其能实现具有连续离子吸附和类似原理的薄膜制备过程的自动化，提高薄膜制备过程的可重复性、扩大薄膜的制备面积、提高薄膜的质量。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于化学液相沉积成膜的设备，其包括：反应腔体，其内具有反应腔室和样品台，位于所述样品台的两侧分别设置有出液通孔，两个所述出液通孔经管路并联后作为所述反应腔体的出液端；反应前驱体溶液循环管路，其输出端与所述反应腔体的顶部连接，将反应前驱体溶液注入所述反应腔室内，使位于所述样品台上的基片材料浸入所述反应前驱体溶液内；所述反应前驱体溶液循环管路的输入端与所述出液端连接；清洗循环管路，其输出端与所述反应腔体的顶部连接，将清洗液注入所述反应腔室内，用于清洗所述基片材料；所述清洗循环管路的输入端与所述出液端连接。

进一步，所述反应腔体包括：底座，采用凹槽型结构，其内底面上设置有与其一体成型的中空结构的所述样品台，位于所述样品台两侧的底面上分别设置有一体成型的所述出液通孔，所述底座的顶部两侧分别设置有第一定位孔；加热控温模块，设置在所述样品台的所述中空结构内；上盖，两侧分别设置有与所述第一定位孔对应的第二定位孔，通过所述第一定位孔和所述第二定位孔将所述上盖安装在所述底座上；所述上盖的中部间隔设置有至少三个注液孔，通过管路与所述反应前驱体溶液循环管路和所述清洗循环管路连接。

进一步，所述上盖上设置有用于安装液位传感器的液位传感器孔。

进一步，所述样品台的台面采用斜面结构；

两个所述出液通孔都由漏斗形管路和连接通孔构成，所述漏斗形管路与所述连接通孔一体成型，通过所述连接通孔与所述反应前驱体溶液循环管路和所述清洗循环管路连接。

进一步，所述反应前驱体溶液循环管路至少设置为两路；两路所述反应前驱体溶液循环管路与所述反应腔体并联；

第一路所述反应前驱体溶液循环管路的输出端和第二路所述反应前驱体溶液循环管路的输出端分别与所述反应腔体的顶部连接；