[发明专利]一种薄膜沉积装置及薄膜沉积方法

权利要求书

1.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：

沉积腔室，所述沉积腔室设置有功能气体入口，用于通入功能气体，所述功能气体包括氩气；

靶材托架，设置于所述沉积腔室内，用于承载沉积目标薄膜所需的靶材；

基片台，设置于所述沉积腔室内，并与所述靶材托架相对设置，用于承载待沉积目标薄膜的基片，以在所述靶材和所述基片之间施加预设电压后，所述氩气被电离为等离子体，从而轰击所述靶材托架上的靶材，使所述靶材沉积到所述基片上形成目标薄膜；

电子枪，设置于所述沉积腔室的侧壁上，所述电子枪的枪口指向所述基片台表面，并与所述基片台表面倾斜相对，所述电子枪用于在所述目标薄膜覆盖所述基片后，向所述基片上沉积的目标薄膜发射电子束，减少或消除所述目标薄膜中预设晶向的晶粒，使所述目标薄膜为单晶薄膜。

2.根据权利要求1所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述薄膜沉积装置还包括：

挡板，设置于所述沉积腔室内，当所述挡板关闭时，所述挡板遮挡所述基片台上的基片，当所述挡板打开时，所述挡板裸露所述基片台上的基片。

3.根据权利要求1或2所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述薄膜沉积装置还包括：

过渡腔室，所述过渡腔室与所述沉积腔室相连通，以通过所述过渡腔室将所述基片放置在所述沉积腔室内的基片台上。

4.一种薄膜沉积方法，其特征在于，应用于权利要求1-3任一项所述的薄膜沉积装置，所述薄膜沉积方法包括：

将沉积目标薄膜所需的靶材放置在所述沉积腔室的靶材托架上，并将待沉积目标薄膜的基片放置在所述沉积腔室的基片台上；

对所述沉积腔室抽真空，使所述沉积腔室内的真空度达到预设真空度；

将所述基片加热至第一预设温度；

通过所述沉积腔室的功能气体入口向所述沉积腔室内充入功能气体，使所述沉积腔室内达到预设气压，所述功能气体包括氩气；

在所述靶材和所述基片之间施加预设电压，使所述氩气被电离为等离子体，以轰击所述靶材托架上的靶材，使所述靶材沉积到所述基片上形成目标薄膜，并在所述目标薄膜覆盖所述基片后，打开所述电子枪的电源，利用所述电子枪向所述基片上沉积的目标薄膜发射电子束，减少或消除所述目标薄膜中预设晶向的晶粒，使所述目标薄膜为单晶薄膜；

关闭所述电子枪的电源，停止在所述靶材和所述基片之间施加电压，停止通入所述功能气体，并遮挡所述基片，完成所述目标薄膜的沉积。

5.根据权利要求4所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述电子枪的枪口指向为第一方向，所述基片台表面为第一表面，所述第一方向与所述第一表面之间的夹角的取值范围为10°-45°，包括端点值。

6.根据权利要求4所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述电子枪的枪口指向为第一方向，所述基片台表面为第一表面，在所述第一方向上，所述电子枪的枪口与所述第一表面之间的距离小于等于10cm。

7.根据权利要求4所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述电子枪的电压的取值范围为3kV-30kV，包括端点值；

所述电子枪的频率的取值范围为1Hz-10Hz，包括端点值；

所述电子枪发射的电子束的脉冲长度的取值范围为50ns-100ns，包括端点值。

8.根据权利要求4所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述第一预设温度不高于400℃。

9.根据权利要求4所述的薄膜沉积方法，其特征在于，在完成所述目标薄膜的沉积后，所述薄膜沉积方法还包括：

将所述基片保持在所述第一预设温度一段时间；

或者，将所述基片加热至第二预设温度，并保持在所述第二预设温度一段时间，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。

10.根据权利要求4所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述薄膜沉积装置还包括挡板，在使所述靶材沉积到所述基片上形成目标薄膜之前，所述薄膜沉积方法还包括：

关闭所述挡板，以利用所述挡板遮挡所述基片台上的基片，并在所述靶材和所述基片之间施加预设电压，使所述氩气被电离为等离子体，以轰击所述靶材托架上的靶材，进行预溅射一段时间；

后续打开所述挡板后，裸露所述基片台上的基片，继续在所述靶材和所述基片之间施加预设电压，使所述氩气被电离为等离子体，以轰击所述靶材托架上的靶材，使所述靶材沉积到所述基片上形成目标薄膜。