【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于原子层沉积设备，尤其涉及一种板式原子层沉积设备及利用其制备的基于两种氧源交替沉积的金属氧化物膜层。
技术介绍
1、板式原子层沉积技术又称空间型原子层沉积技术，能够从气相中沉积各种薄膜材料的技术，使得原子层沉积技术在新兴半导体和能源转换技术中显示出巨大的前景。基于连续的自限性反应，板式原子层沉积技术ald在高纵横比结构上提供了出色的保形性，在埃级的厚度控制和可调的薄膜成分上提供了出色的保形性，已成为许多工业和研究应用的强大工具。
2、原子层沉积技术分为“空间隔离原子层沉积”和“时间隔离原子层沉积”技术，空间隔离原子层沉积的方法即板式原子层沉积技术，是样品在不同位置间移动，在每个位置上暴露于不同的前驱体。时间隔离原子层沉积是固定晶圆，在腔体里交替引入和去除前驱体。
3、板式原子层沉积技术通常应用于需要控制生产节拍的产线，以提高生产效率，它的局限性在于只有单一的反应源通道，导致所制备的薄膜层单一，薄膜组分调控性较差，不适于进行复合薄膜层的制备，无法满足新兴半导体和能源转换
的需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种板式原子层沉积设备及利用其制备的基于两种氧源交替沉积的金属氧化物膜层。本专利技术通过改变金属源、氧源的输入类型，实现两种氧源的交替沉积，进一步通过对金属源输入管道的改进，实现了不同金属氧源混合后与交替氧源依次反应制备膜层，提高了原子沉积效率，改善了所沉积的原子层薄膜的结构。
2、本专利技术的技术方
3、本专利技术第一方面保护一种板式原子层沉积设备，包括板式反应腔室1、金属源输入系统、氧源输入系统、氮气输入管2、氮气排气管3，所述金属源输入系统包括金属源输入管4；所述氧源输入系统包括氧源输入管a5和氧源输入管b6；所述板式反应腔室1沿自身长度方向连通有若干氮气输入管2和若干氮气排气管3；所述氮气排气管3位于相邻氮气输入管2之间，且相邻氮气输入管2之间设置至少两根氮气排气管3；相邻氮气排气管3之间依次交替设置有与板式反应腔室1连通的金属源输入管4、氧源输入管a5、氧源输入管b6，且相邻氮气排气管3之间仅设置金属输入管4、氧源输入管a5或氧源输入管b6，即，相邻氧源输入管a5、氧源输入管b6之间依次设置氮气排气管3、氮气输入管2、氮气排气管3、金属源输入管4、氮气排气管3、氮气输入管2、氮气排气管3；所述氧源输入管a 5与所述氧源输入管b 6输入不同氧源。
4、优选地，所述氧源输入管a5输入板式反应腔室1的氧源为h2o，所述氧源输入管b6输入板式反应腔室1的氧源为o3；所述金属源输入管4输入板式反应腔室1的金属源为tdmasn。
5、优选地，所述金属源输入管4包括金属源输入主管41和若干与金属源输入主管41连通的金属源输入支管42，所述金属源输入主管41一端连通于板式反应腔室1且另一端与金属源输入支管42连通。
6、优选地，单个所述金属源输入支管42输入一种类型的金属源。
7、优选地，所述金属源输入支管42的数量为2根，其中一根金属源输入支管42输入tdmasn，另一根金属源输入支管42输入dez，金属源输入主管41输入板式反应腔室1中的金属源为tdmasn/dez混合气；所述氧源输入管a5输入板式反应腔室1的氧源为h2o，所述氧源输入管b6输入板式反应腔室1的氧源为o3。
8、优选地，所述tdmasn/dez混合气中tdmasn与dez的体积比为1：(0.1-20)。
9、本专利技术第二方面提供了一种用上述第一方面所述板式原子层沉积设备实现基于两种氧源交替沉积的金属氧化物膜层的方法，所述方法包括如下步骤：
10、s1-1：设定金属源输入管4输入板式反应腔室1的金属源为tdmasn；氧源输入管a5输入板式反应腔室1的氧源为h2o，氧源输入管b6输入板式反应腔室1的氧源为o3，将基片沿板式反应腔室1长度方向移动至金属源输入管4下方，金属源输入管4脉冲第一种前驱体暴露于基片表面，第一种前驱体为tdmasn，同时在基片表面对第一种前驱体进行化学吸附，与金属源输入管4相邻的氮气输入管2向板式反应腔室1中输入氮气，与金属源输入管4相邻的氮气排气管3将板式反应腔室1中的惰性气体和剩余的未反应的第一种前驱体抽离板式反应腔室1；
11、s1-2：基片沿板式反应腔室1长度方向移动至氧源输入管a5下方，氧源输入管a5脉冲第二种前驱体，所述第二种前驱体为h2o，基片表面吸附的第一种前驱体与第二种前驱体反应在基片表面得到snox复合薄膜，与氧源输入管a5相邻的氮气输入管2向板式反应腔室1中输入氮气，氧源输入管a5相邻的氮气排气管3将板式反应腔室1中的氮气和剩余的未反应的第二种前驱体抽离板式反应腔室1；
12、s1-3：基片沿板式反应腔室1长度方向移动至下一金属源输入管4，金属源输入管4脉冲第一种前驱体暴露于基片表面，第一种前驱体为tdmasn，同时在基片表面对第一种前驱体进行化学吸附，与金属源输入管4相邻的氮气输入管2向板式反应腔室1中输入氮气，与金属源输入管4相邻的氮气排气管3将板式反应腔室1中的惰性气体和剩余的未反应的第一种前驱体抽离板式反应腔室1；
13、s1-4：基片沿板式反应腔室1长度方向移动至氧源输入管b6下方，氧源输入管b6脉冲第三种前驱体，所述第二种前驱体为o3，基片表面吸附的第一种前驱体与第三种前驱体进行化学反应得到sno2复合薄膜，与氧源输入管b6相邻的氮气输入管2向板式反应腔室1中输入氮气，氧源输入管b6相邻的氮气排气管3将板式反应腔室1中的氮气和剩余的未反应的第二种前驱体抽离板式反应腔室1；
14、s1-5：循环重复s1-1～s1-4操作0-180次，即可在基片上原子层沉积上两种氧源交替沉积的snox-sno2复合薄膜。
15、本专利技术第三方面保护一种上述方法制备的金属氧化物膜层，所述金属氧化物膜层为在基片上依次重复交替的沉积snox层和sno2层，所述重复的次数为0-180次。
16、本专利技术第四方面保护一种用上述板式原子层沉积设备实现基于两种氧源交替沉积的金属氧化物膜层的方法，所述方法包括如下步骤：
17、s2-1：设定金属源输入管4中的一根金属源输入支管42输入的金属源为tdmasn，金属源输入管4中的另一根金属源输入支管42输入的金属源为dez；氧源输入管a5输入板式反应腔室1的氧源为h2o，氧源输入管b6输入板式反应腔室1的氧源为o3，将基片沿板式反应腔室1长度方向移动至金属源输入管组4，金属源输入管4脉冲第一种前驱体暴露于基片表面，所述第一种前驱体为tdmasn和dez的混合前驱体，同时在基片表面对第一种前驱体进行化学吸附，与金属源输入管4相邻的氮气输入管2向板式反应腔室1中输入氮气，与金属源输入管4相邻的氮气排气管3将板式反应腔室1中的惰性气体和剩余的未反应的第一种前驱体抽离板式反应腔室1；
18、s2-2：基片沿板式反应腔室1长度方向移动至氧源输本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种板式原子层沉积设备，其特征在于，包括板式反应腔室(1)、金属源输入系统、氧源输入系统、氮气输入管(2)、氮气排气管(3)；
2.根据权利要求1所述的版式原子沉积设备，其特征在于，所述氧源输入管A(5)输入板式反应腔室(1)的氧源为H2O，所述氧源输入管B(6)输入板式反应腔室(1)的氧源为O3；
3.根据权利要求1所述的板式原子层沉积设备，其特征在于，所述金属源输入管(4)包括金属源输入主管(41)和若干与金属源输入主管(41)连通的金属源输入支管(42)，所述金属源输入主管(41)一端连通于板式反应腔室(1)且另一端与金属源输入支管(42)连通。
4.根据权利要求3所述的板式原子层沉积设备，其特征在于，单个所述金属源输入支管(42)输入一种类型的金属源。
5.根据权利要求3所述的板式原子层沉积设备，其特征在于，所述金属源输入支管(42)的数量为2根，其中一根金属源输入支管(42)输入TDMASn，另一根金属源输入支管(42)输入DEZ，金属源输入主管(41)输入板式反应腔室(1)中的金属源为TDMASn/DEZ混合气；p>
6.根据权利要求5所述的板式原子层沉积设备，其特征在于，所述TDMASn/DEZ混合气中TDMASn与DEZ的体积比为1：(0.1-20)。
7.一种用权利要求1-2任一项所述板式原子层沉积设备实现基于两种氧源交替沉积的金属氧化物膜层的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
8.一种根据权利要求7所述制备方法制备的金属氧化物膜层，其特征在于，所述金属氧化物膜层为在基片上依次重复交替的沉积SnOx层和SnO2层，所述重复的次数为0-180次。
9.一种用权利要求3-6任一项所述板式原子层沉积设备实现基于两种氧源交替沉积的金属氧化物膜层的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
10.一种根据权利要求9所述制备方法制备的金属氧化物膜层，其特征在于，所述金属氧化物膜层为在基片上依次重复交替的沉积ZnO/SnOx混合层和ZnO/SnO2混合层，所述重复的次数为0-180次。
...【技术特征摘要】
1.一种板式原子层沉积设备，其特征在于，包括板式反应腔室(1)、金属源输入系统、氧源输入系统、氮气输入管(2)、氮气排气管(3)；
2.根据权利要求1所述的版式原子沉积设备，其特征在于，所述氧源输入管a(5)输入板式反应腔室(1)的氧源为h2o，所述氧源输入管b(6)输入板式反应腔室(1)的氧源为o3；
3.根据权利要求1所述的板式原子层沉积设备，其特征在于，所述金属源输入管(4)包括金属源输入主管(41)和若干与金属源输入主管(41)连通的金属源输入支管(42)，所述金属源输入主管(41)一端连通于板式反应腔室(1)且另一端与金属源输入支管(42)连通。
4.根据权利要求3所述的板式原子层沉积设备，其特征在于，单个所述金属源输入支管(42)输入一种类型的金属源。
5.根据权利要求3所述的板式原子层沉积设备，其特征在于，所述金属源输入支管(42)的数量为2根，其中一根金属源输入支管(42)输入tdmasn，另一根金属源输入支管(42)输入dez，金属源输入...
【专利技术属性】
技术研发人员：王洪喆，宋银海，陈庆敏，李丙科，
申请(专利权)人：无锡松煜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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