[發(fā)明專利]一種包覆超細粉體的原子層沉積方法與裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310364445.3
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103451623A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳蓉;段晨龍;劉瀟;曹坤;鄧章;單斌;文艷偉
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

1.一種包覆超細粉體的原子層沉積方法，其特征在于，在前驅(qū)體的吸附過程中引入了流化氣，利用流化氣吹散粉體，實現(xiàn)粉體的充分分散。

2.如權(quán)利要求1所述的包覆超細粉體的原子層沉積方法，其特征在于，通過調(diào)節(jié)所述流化氣的流量或流速，使不同粒徑與質(zhì)量的粉體充分分散。

3.一種包覆超細粉體的原子層沉積方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將反應腔體抽真空，保證反應區(qū)域?qū)諝獾挠行Ц綦x；

（2）依次完成多種前驅(qū)體的吸附，生成包覆在粉體顆粒表面的單原子層薄膜，其中，在每種前驅(qū)體的吸附過程中引入流化氣，利用流化氣實現(xiàn)粉體的充分分散，在每種前驅(qū)體的吸附完成之后，通入惰性氣體對反應區(qū)域及粉體顆粒表面進行清洗。

（3）根據(jù)所需包覆層厚度，重復執(zhí)行步驟（2），精確得到所需厚度的包覆層薄膜。

4.如權(quán)利要求3所述的包覆超細粉體的原子層沉積方法，其特征在于，所述步驟（2）中，對于容易吸附的前驅(qū)體，采用不保壓吸附，對于較難吸附的前驅(qū)體，采用保壓吸附；

所述不保壓吸附的方法如下：向反應腔體持續(xù)通入流化氣，將粉體吹散到整個反應區(qū)域，循環(huán)通入多個前驅(qū)體脈沖，并持續(xù)對反應腔體抽氣；

所述保壓吸附的方法如下：向反應腔體依次交替通入流化氣脈沖和前驅(qū)體脈沖多次，不對反應腔體抽氣或減小抽氣流量，進行保壓。

5.如權(quán)利要求3或4所述的包覆超細粉體的原子層沉積方法，其特征在于，所述流化氣的流速為5～50cm/s。

6.如權(quán)利要求4所述的包覆超細粉體的原子層沉積方法，其特征在于，所述前驅(qū)體脈沖的脈寬為0.05～2s。

7.如權(quán)利要求4所述的包覆超細粉體的原子層沉積方法，其特征在于，所述保壓吸附的方法中，所述流化氣脈沖的脈寬為0.1～3s。

8.如權(quán)利要求4所述的包覆超細粉體的原子層沉積方法，其特征在于，所述保壓吸附的方法中，保壓壓力為100～10000Pa。

9.一種包覆超細粉體的原子層沉積裝置，包括反應腔體，供應系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)，監(jiān)測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；其中，

所述供應系統(tǒng)用于向所述反應腔體提供載氣、流化氣和前驅(qū)體；

所述真空系統(tǒng)用于對所述反應腔體抽真空，或通過對所述反應腔體抽氣，調(diào)整所述反應腔體內(nèi)的壓力或?qū)⑺龇磻惑w內(nèi)未吸附或未反應的前驅(qū)體和/或反應副產(chǎn)物抽離；

所述加熱系統(tǒng)用于為所述反應腔體、連接管路和前驅(qū)體容器加熱；

所述檢測系統(tǒng)用于檢測所述反應腔體內(nèi)的壓力、所述反應腔體內(nèi)反應區(qū)域的溫度以及所述反應腔體外壁、連接管路表面和前驅(qū)體容器表面的溫度；

所述控制系統(tǒng)用于控制溫度、所述真空系統(tǒng)的開/關(guān)和抽氣流量或流速、流化氣及前驅(qū)體的脈沖時間和流量、脈沖循環(huán)次數(shù)及載氣的清洗時間和流量；

其特征在于，所述供應系統(tǒng)包括流化氣源，流化氣通過流化氣輸送支路進入所述反應腔體，用于將粉體吹散到整個反應區(qū)域。

10.如權(quán)利要求9所述的包覆超細粉體的原子層沉積裝置，其特征在于，所述流化氣與所述載氣共用氣源。