一种脉冲式均匀薄膜快速气相沉积的装置与方法与流程

本发明属于装置开发及薄膜材料制备领域，涉及包括化学气相沉积及原子层沉积在内的气相薄膜沉积技术，具体涉及一种脉冲式均匀薄膜快速气相沉积的装置与方法。

背景技术：

化学气相沉积是利用一种或多种气态或蒸汽态的前驱体物质在气相或气固界面上分解或者反应生成固态沉积物的技术。原子层沉积可以认为是化学气相沉积反应的一种，它通过将气态前驱体交替注入反应器，借助两步具有自限制特性的表面化学反应，实现薄膜在基底材料表面的可控生长。在广义上cvd和ald两种技术同属于化学气相沉积技术，二者均适用于对具有复杂孔道、沟槽结构和具有高比表面积的基底材料进行表面修饰，但是两种技术又存在明显的区别：与cvd过程不同，ald过程涉及的两步表面化学反应具有自限制性特性。在ald反应过程中，第一种前驱体首先吸附在基底表面，当完成饱和吸附后，未反应的前驱体通过惰性载气吹扫移除，然后注入第二种前驱体与第一种前驱体反应生成目标产物。ald反应的自限制特征使未反应的前驱体在每一步表面反应发生后被去除，确保两种前驱体能够严格按照化学计量比反应，从而在单原子层尺度实现对薄膜生长过程的精确控制。

采用ald技术沉积的薄膜具有沉积温度低、薄膜与基底附着力强、致密度高等优点，但存在薄膜生长速率较慢的缺点(s.m.george,atomiclayerdeposition:anoverview,chem.rev.110(2010)111-131)；采用cvd技术沉积薄膜具有沉积温度高、薄膜速率快等优点，但其薄膜致密度以及与基底材料的附着力逊色于采用ald所制备的薄膜(x.wang,g.yushin,chemicalvapordepositionandatomiclayerdepositionforadvancedlithiumionbatteriesandsupercapacitors,energyenviron.sci.8(2015)1889-1904.)。当前单一的cvd装置或ald装置均难以实现包括ald与cvd在内的多种前驱体蒸汽注入，无法实现兼具ald与cvd技术优势在内的ald-vcd复合薄膜的制备。此外，传统的cvd或ald装置缺乏在薄膜沉积过程中对前驱体浓度以及气体分布的控制，进而会导致前驱体蒸汽的浪费的同时无法在大面基底材料表面高均匀性的沉积目标薄膜。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种脉冲式均匀薄膜快速气相沉积的装置与方法，各前驱体蒸汽均可实现连续脉冲式注入、间断脉冲式注入，且各前驱体蒸汽脉冲的前驱体蒸汽浓度可调，通过样品前端布置气体分布器实现样品表面薄膜的均匀沉积，通过控制各前驱体蒸汽的注入方式与注入时序，实现典型的ald薄膜沉积长模式、典型的cvd薄膜沉积模式或新型的ald+cvd薄膜沉积模式。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种脉冲式均匀薄膜快速气相沉积的装置，包括反应腔室、设在反应腔室一端的取样部、设在反应腔室另一端的多个前驱体蒸汽注入单元；

所述前驱体蒸汽注入单元包括：前驱体蒸汽管路和惰性载气管路且二者汇合为主管路后伸入反应腔室、连通在前驱体蒸汽管路上的真空排空支路、连通在惰性载气管路上的惰性载气排空支路、位于反应腔室内且连在主管路端部的气体分布器、设在惰性载气管路上的流量控制器、设在上述各管路和支路上的阀门以及连接前驱体蒸汽管路的储罐。

本发明还包括如下技术特征：

具体的，所述多个前驱体蒸汽注入单元分别为a前驱体蒸汽注入单元和b前驱体蒸汽注入单元；

所述a前驱体蒸汽注入单元包括：前驱体蒸汽管路a和惰性载气管路a且二者汇合为主管路a后伸入反应腔室、设在前驱体蒸汽管路a上的支路真空排空支路a、设在惰性载气管路a上的支路惰性载气排空支路a、连在前驱体蒸汽管路a上的储罐a、位于反应腔室内且连在主管路a端部的气体分布器a、设在惰性载气管路a上的流量控制器a、设在前驱体蒸汽管路a上的阀门ai、设在惰性载气管路a上的阀门aiii、设在真空排空支路a上的阀门aii以及设在惰性载气排空支路a上的阀门aiv；且阀门ai位于储罐a和阀门aii之间，惰性载气排空支路a位于阀门aiii和流量控制器a之间；

所述b前驱体蒸汽注入单元包括：前驱体蒸汽管路b和惰性载气管路b且二者汇合为主管路b后伸入反应腔室、设在前驱体蒸汽管路b上的支路真空排空支路b、设在惰性载气管路b上的支路惰性载气排空支路b、连在前驱体蒸汽管路b上的储罐b、位于反应腔室内且连在主管路b端部的气体分布器b、设在惰性载气管路b上的流量控制器b、设在前驱体蒸汽管路b上的阀门bi、设在惰性载气管路b上的阀门biii、设在真空排空支路b上的阀门bii以及设在惰性载气排空支路b上的阀门biv；且阀门bi位于储罐b和阀门bii之间，惰性载气排空支路b位于阀门biii和流量控制器b之间。

具体的，所述真空排空支路a和真空排空支路b均连接真空泵i；

所述流量控制器a和流量控制器b可控气体流速为0-500sccm；各阀门的开关时长为0-10000s。

具体的，所述气体分布器上设有多个出气孔，且气体分布器与主管路之间通过金属管路连通；气体分布器靠近待处理样品布设；前驱体蒸汽进入气体分布器后通过多个出气孔将前驱体蒸汽均匀的分布在待处理样品表面。

具体的，所述反应腔室、主管路、前驱体蒸汽管路和储罐外均套有加热套。

具体的，所述取样部包括四通接头，四通接头的第一接口密封连通反应腔室，四通接头的第二接口连有真空泵ii且在第二接口上设有手动角阀，四通接头的第三接口为样品取送口，四通接头的第四接口设有真空度传感器。

一种脉冲式均匀薄膜快速气相沉积的方法，该方法通过控制各前驱体蒸汽管路及真空排空支路上的阀门开关，实现各前驱体蒸汽的连续脉冲式注入反应腔室或前驱体蒸汽的间断脉冲式注入反应腔室；

通过控制各前驱体蒸汽管路与惰性载气管路上各阀门的开关时长，实现不同前驱体蒸汽脉冲的注入时序；

通过控制各前驱体蒸汽的注入方式与注入时序，能实现ald薄膜沉积模式、cvd薄膜沉积模式以及ald+cvd薄膜沉积模式；且各前驱体蒸汽脉冲注入反应腔室前均可进行浓度的稀释与调整。

具体的，该方法中的ald薄膜沉积模式是将各反应前驱体蒸汽脉冲交替注入到反应腔室，且不同的反应前驱体蒸汽脉冲注入中间穿插惰性载气吹扫过程，在待处理样品表面获得厚度精确可控的目标薄膜；具体包括如下步骤：

步骤1：开启阀门ai，注入a前驱体蒸汽到反应腔室内部，注入时长为t1；

步骤2：关闭阀门ai，打开阀门aiii注入惰性载气将未吸附的、物理吸附在待处理样品表面的a前驱体分子以及表面化学反应生成的副产物吹离反应腔室，惰性载气注入时长为t2；

步骤3：开启阀门bi，注入b前驱体蒸汽到反应腔室内部，注入时长为t3；

步骤4：关闭阀门bi，打开阀门biii注入惰性载气将未吸附的、物理吸附在待处理样品表面的b前驱体分子以及表面化学反应生成的副产物吹离反应腔室，惰性载气注入时长为t4；

重复执行步骤1-4，在待处理样品表面沉积所需厚度的目标薄膜。

具体的，该方法中的cvd薄膜沉积模式是将各反应前驱体蒸汽脉冲同步注入到反应腔室，各反应前驱体蒸汽在气相区发生化学反应生成目标产物并沉积在待处理样品表面形成目标薄膜；具体包括如下步骤：

步骤1：同时开启阀门ai和阀门bi，将a前驱体蒸汽和b前驱体蒸汽同步注入到反应腔室内部，注入时长为t5；

步骤2：在待处理样品表面快速生长目标薄膜且达到所需目标厚度后，同时关闭阀门ai和阀门bi，打开阀门aiii和阀门biii注入惰性载气将未参与反应的前驱体分子吹离反应腔室，注入时长为t6。

具体的，该方法中的ald+cvd薄膜沉积模式为不同前驱体蒸汽注入方式兼具ald薄膜沉积模式与cvd薄膜沉积模式中前驱体蒸汽注入方式，不同前驱体蒸汽脉冲注入顺序有部分重叠，实现均匀薄膜的快速气相沉积，具体包括如下步骤：

步骤1：开启阀门ai，注入a前驱体蒸汽到反应腔室内部，注入时长为t7+t8；其中，在a前驱体蒸汽脉冲注入反应腔室时长达到t7时，开启阀门bi，注入b前驱体蒸汽到反应腔室内部，注入时长为t8；

步骤2：关闭阀门ai，保持阀门bi处于开启状态，b前驱体蒸汽脉冲继续注入反应腔室的注入时长为t9；

步骤3：打开阀门aiii和阀门biii注入惰性载气将未参与反应的前驱体分子吹离反应腔室，注入时长为t10；

重复执行步骤1-3，在待处理样品表面沉积所需厚度的目标薄膜。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

1、本发明各前驱体蒸汽均可实现连续脉冲式注入、间断脉冲式注入，且各前驱体蒸汽脉冲的前驱体蒸汽浓度均可通过旁路惰性载气进行稀释与调整。

2、本发明模块化的气体分布器可实现各类待处理样品表面薄膜沉积的均匀性。

3、本发明通过控制各前驱体蒸汽的注入方式与注入时序，可实现多种薄膜沉积薄膜，包括典型的ald薄膜沉积长模式、典型的cvd薄膜沉积模式或新型的ald+cvd薄膜沉积模式。以上三种薄膜沉积的前驱体蒸汽注入模式均可通过控制旁路载气的注入与稀释来控制前驱体蒸汽的浓度，在保证薄膜沉积速度的同时可最大限度的节约反应前驱体，减少资源浪费，减少环境污染。

4、本发明可实现ald-cvd复合薄膜的制备，充分发挥ald技术与cvd技术的各自优势，在确保沉积薄膜质量的同时可实现薄膜的快速沉积。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构示意图，其中(a)为气体分布器的前视图，(b)为气体分布器的后视图，(c)为气体分布器的俯视图。

附图标号含义：

100.反应腔室，201.前驱体蒸汽管路a，202.惰性载气管路a，203.主管路a，204.真空排空支路a，205.惰性载气排空支路a，206.储罐a，207.气体分布器a，208.流量控制器a，209.阀门ai，210.阀门aii，211.阀门aiii，212.阀门aiv；301.前驱体蒸汽管路b，302.惰性载气管路b，303.主管路b，304.真空排空支路b，305.惰性载气排空支路b，306.储罐b，307.气体分布器b，308.流量控制器b，309.阀门bi，310.阀门bii，311.阀门biii，312.阀门biv；400.加热套，500.待处理样品；601.真空泵ii，602.手动角阀，603.样品取送口，604.真空度传感器；701.真空泵i。

具体实施方式

本发明提供一种脉冲式均匀薄膜快速气相沉积的装置与方法，各前驱体蒸汽均可实现连续脉冲式注入、间断脉冲式注入，且各前驱体蒸汽脉冲的前驱体蒸汽浓度可调，通过样品前端布置气体分布器实现样品表面薄膜的均匀沉积，通过控制各前驱体蒸汽的注入方式与注入时序，实现典型的ald薄膜沉积长模式、典型的cvd薄膜沉积模式或新型的ald+cvd薄膜沉积模式。(1)典型的ald薄膜沉积前驱体蒸汽注入模式，即不同前驱体交替注入到反应腔室需穿插惰性载气吹扫过程，实现各前驱体蒸汽在基底表面的自限制表面化学反应并生成目标产物；(2)典型的cvd薄膜沉积前驱体蒸汽注入模式，即多种前驱体蒸汽同时注入到反应腔室，实现多种前驱体蒸汽在气相区完成气相化学反应、生成目标产物并沉积在基底表面；(3)还可实现新型的ald+cvd薄膜沉积前驱体蒸汽注入模式，即控制不同前驱体蒸汽注入脉冲的交叠时长，即目标薄膜既有通过基底表面化学反应获得，也有通过气相区的化学反应获得，在薄膜沉积速度、控制精度可同时兼具ald与cvd模式的优势。

本发明提供一种脉冲式均匀薄膜快速气相沉积的装置，包括反应腔室100、设在反应腔室一端的取样部、设在反应腔室另一端的多个前驱体蒸汽注入单元。

前驱体蒸汽注入单元包括：前驱体蒸汽管路和惰性载气管路且二者汇合为主管路后伸入反应腔室、连通在前驱体蒸汽管路上的真空排空支路、连通在惰性载气管路上的惰性载气排空支路、位于反应腔室内且连在主管路端部的气体分布器、设在惰性载气管路上的流量控制器、设在上述各管路和支路上的阀门以及连接前驱体蒸汽管路的储罐。

其中，前驱体蒸汽管路直接通向反应腔室，在前驱体蒸汽管路的案子阀门处于开启状态，真空排空支路的阀门处于关闭状态时，前驱体蒸汽将注入到反应腔室。

真空排空支路直接或通过各真空阀门管件连接到真空泵上，在前驱体蒸汽管路的阀门处于关闭状态，真空排空支路的阀门处于开启状态时，将前驱体蒸汽管路上多余的前驱体蒸汽排空，避免管道堵塞或交叉污染。

惰性载气管路的阀门处于开启状态，惰性载气排空支路的阀门处于关闭状态时，惰性载气管路内的惰性载气将注入到反应腔室并对同时注入的前驱体蒸汽进行稀释与调整。

惰性载气排空支路直接通向大气，在惰性载气管路的阀门处于关闭状态，惰性载气排空支路的阀门处于开启状态时，将通过质量流量计传输来的惰性载气进行排空，防止管路内憋压。

在本实施方式中，更具体的，多个前驱体蒸汽注入单元分别为a前驱体蒸汽注入单元和b前驱体蒸汽注入单元。

a前驱体蒸汽注入单元包括：前驱体蒸汽管路a201和惰性载气管路a202且二者汇合为主管路a203后伸入反应腔室100、设在前驱体蒸汽管路a201上的支路真空排空支路a204、设在惰性载气管路a202上的支路惰性载气排空支路a205、连在前驱体蒸汽管路a201上的储罐a206、位于反应腔室100内且连在主管路a203端部的气体分布器a207、设在惰性载气管路a202上的流量控制器a208、设在前驱体蒸汽管路a201上的阀门ai209、设在惰性载气管路a202上的阀门aiii211、设在真空排空支路a204上的阀门aii210以及设在惰性载气排空支路a205上的阀门aiv212；且阀门ai209位于储罐a206和阀门aii210之间，惰性载气排空支路a205位于阀门aiii211和流量控制器a208之间。

b前驱体蒸汽注入单元包括：前驱体蒸汽管路b301和惰性载气管路b302且二者汇合为主管路b303后伸入反应腔室100、设在前驱体蒸汽管路b301上的支路真空排空支路b304、设在惰性载气管路b302上的支路惰性载气排空支路b305、连在前驱体蒸汽管路b301上的储罐b306、位于反应腔室100内且连在主管路b303端部的气体分布器b307、设在惰性载气管路b302上的流量控制器b308、设在前驱体蒸汽管路b301上的阀门bi309、设在惰性载气管路b302上的阀门biii311、设在真空排空支路b304上的阀门bii310以及设在惰性载气排空支路b305上的阀门biv312；且阀门bi309位于储罐b306和阀门bii310之间，惰性载气排空支路b305位于阀门biii311和流量控制器b308之间。

真空排空支路a204和真空排空支路b304均连接真空泵i701；流量控制器a208和流量控制器b308可控气体流速为0-500sccm；各阀门的开关时长为0-10000s。

气体分布器上设有多个出气孔，且气体分布器与主管路之间通过金属管路连通；气体分布器靠近待处理样品500布设；前驱体蒸汽进入气体分布器后通过多个出气孔将前驱体蒸汽均匀的分布在待处理样品500表面。

反应腔室100、主管路、前驱体蒸汽管路和储罐外均套有加热套400。不同储罐及反应腔室均可加热至目标温度，可根据具体的反应前驱体挥发所需温度及反应腔室薄膜沉积所需温度设置相应的温度范围，储罐温度在室温-400℃，反应腔室温度在60-1000℃。

取样部包括四通接头，四通接头的第一接口密封连通反应腔室，四通接头的第二接口连有真空泵ii601且在第二接口上设有手动角阀602，四通接头的第三接口为样品取送口603，四通接头的第四接口设有真空度传感器604。

本实施方式还提供一种脉冲式均匀薄膜快速气相沉积的方法，该方法通过控制各前驱体蒸汽管路及真空排空支路上的阀门开关，实现各前驱体蒸汽的连续脉冲式注入反应腔室或前驱体蒸汽的间断脉冲式注入反应腔室；前驱体蒸汽的连续脉冲式注入反应腔室是指通过控制前驱体蒸汽注入反应腔室阀门处于常开状态，真空排空支路阀门处于常闭状态，实现前驱体蒸汽连续脉冲式注入反应腔室；前驱体蒸汽的间断脉冲式注入反应腔室是指通过控制前驱体蒸汽注入反应腔室阀门与真空排空支路阀门交替处于开与闭的状态，实现前驱体蒸汽的间断脉冲式注入反应腔室。

通过控制各前驱体蒸汽管路与惰性载气管路上各阀门的开关时长，实现不同前驱体蒸汽脉冲的注入时序；注入时序是指各前驱体蒸汽脉冲与惰性载气注入反应腔室的时长与顺序。

通过控制各前驱体蒸汽的注入方式与注入时序，能实现ald薄膜沉积模式、cvd薄膜沉积模式以及ald+cvd薄膜沉积模式；且各前驱体蒸汽脉冲注入反应腔室前均可进行浓度的稀释与调整。各前驱体蒸汽脉冲注入反应腔室前均可进行浓度的稀释与调整是指同步开启各前驱体蒸汽管路和惰性载气管路阀门，注入前驱体蒸汽的同时注入定量的惰性载气可对注入到反应腔室的前驱体蒸汽浓度进行稀释与调整。

其中，阀门可通过气控或电控来控制阀门的开关，将其安装于气体传输管路上用于阻断或开启气体在管路内的传输。惰性载气为氮气、氩气或氦气。

该方法中的ald薄膜沉积模式是将各反应前驱体蒸汽脉冲交替注入到反应腔室，且不同的反应前驱体蒸汽脉冲注入中间穿插惰性载气吹扫过程，在待处理样品表面获得厚度精确可控的目标薄膜；具体包括如下步骤：

步骤1：开启阀门ai，注入a前驱体蒸汽到反应腔室内部，注入时长为t1；

步骤2：关闭阀门ai，打开阀门aiii注入惰性载气将未吸附的、物理吸附在待处理样品表面的a前驱体分子以及表面化学反应生成的副产物吹离反应腔室，惰性载气注入时长为t2；

步骤3：开启阀门bi，注入b前驱体蒸汽到反应腔室内部，注入时长为t3；

步骤4：关闭阀门bi，打开阀门biii注入惰性载气将未吸附的、物理吸附在待处理样品表面的b前驱体分子以及表面化学反应生成的副产物吹离反应腔室，惰性载气注入时长为t4；

重复执行步骤1-4，在待处理样品表面沉积所需厚度的目标薄膜。

该方法中的cvd薄膜沉积模式是将各反应前驱体蒸汽脉冲同步注入到反应腔室，各反应前驱体蒸汽在气相区发生化学反应生成目标产物并沉积在待处理样品表面形成目标薄膜；具体包括如下步骤：

步骤1：同时开启阀门ai和阀门bi，将a前驱体蒸汽和b前驱体蒸汽同步注入到反应腔室内部，注入时长为t5；

步骤2：在待处理样品表面快速生长目标薄膜且达到所需目标厚度后，同时关闭阀门ai和阀门bi，打开阀门aiii和阀门biii注入惰性载气将未参与反应的前驱体分子吹离反应腔室，注入时长为t6。

该方法中的ald+cvd薄膜沉积模式为不同前驱体蒸汽注入方式兼具ald薄膜沉积模式与cvd薄膜沉积模式中前驱体蒸汽注入方式，不同前驱体蒸汽脉冲注入顺序有部分重叠，实现均匀薄膜的快速气相沉积，具体包括如下步骤：

步骤1：开启阀门ai，注入a前驱体蒸汽到反应腔室内部，注入时长为t7+t8；其中，在a前驱体蒸汽脉冲注入反应腔室时长达到t7时，开启阀门bi，注入b前驱体蒸汽到反应腔室内部，注入时长为t8；

步骤2：关闭阀门ai，保持阀门bi处于开启状态，b前驱体蒸汽脉冲继续注入反应腔室的注入时长为t9；

步骤3：打开阀门aiii和阀门biii注入惰性载气将未参与反应的前驱体分子吹离反应腔室，注入时长为t10；

重复执行步骤1-3，在待处理样品表面沉积所需厚度的目标薄膜。

遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1：

本实施例给出一种脉冲式aldzno均匀薄膜气相沉积的装置与方法，实施例中所用的装置如图1所示。所制备的薄膜为zno，所用的两种前驱体分别是zn(c2h5)2和h2o分别置于储罐a和储罐b，储罐a和储罐b处于室温，两储物罐的旁路惰性载气吹扫主管路的质量流量计流速均设为50sccm。基底材料为硅片，所用惰性载气为n2，原子层沉积实验温度为110℃。通过程序设置所有奇数阀门未触发前均为关闭状态，所有偶数阀门未触发前均为开启状态。

该方法具体包括以下步骤：

步骤1：开启阀门ai，关闭阀门aii，打开阀门aiii，关闭阀门aiv，其它阀门保持默认状态，将被惰性载气稀释后的zn(c2h5)2蒸汽经气体分布器注入到反应腔室内部，注入时长为5.0s；

步骤2：开启阀门aiii，关闭阀门aiv，开启阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将惰性载气注入到反应腔内对硅片表面的物理吸附及副产物等进行清洗，惰性载气注入时长为10.0s；

步骤3：开启阀门bi，关闭阀门bii，打开阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将被惰性载气稀释后的h2o蒸汽经气体分布器注入到反应腔室内部，注入时长为5.0s；

步骤4：开启阀门aiii，关闭阀门aiv，开启阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将惰性载气注入到反应腔内对硅片表面的物理吸附及副产物等进行清洗，惰性载气注入时长为10.0s；

重复执行步骤1-4200次，在硅片表面沉积所需厚度的目标薄膜。

实施例2：

本实施例给出一种脉冲式cvdzno均匀薄膜气相沉积的装置与方法，实施例中所用的装置如图1所示。所制备的薄膜为zno，所用的两种前驱体分别是zn(c2h5)2和h2o分别置于储罐a和储罐b，储罐a和储罐b处于室温，两储物罐的旁路惰性载气吹扫主管路的质量流量计流速均设为50sccm。基底材料为硅片，所用惰性载气为n2，化学气相沉积实验温度为450℃。通过程序设置所有奇数阀门未触发前均为关闭状态，所有偶数阀门未触发前均为开启状态。

该方法具体包括以下步骤：

步骤1：开启阀门ai，关闭阀门aii，打开阀门bi，关闭阀门bii，开启阀门aiii，关闭阀门aiv，开启阀门biii，关闭阀门biv，将被惰性载气稀释后的zn(c2h5)2蒸汽与h2o蒸汽经气体分布器同时注入到反应腔室内部，注入时长为1000.0s；

步骤2：开启阀门aiii，关闭阀门aiv，开启阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将惰性载气注入到反应腔内对硅片表面的物理吸附及副产物等进行清洗，惰性载气注入时长为100.0s；

在硅片表面沉积所需厚度的目标薄膜，也可根据对薄膜厚度的要求改变步骤1两种前驱体的连续注入时间长短。

实施例3：

本实施例给出一种脉冲式ald+cvdzno均匀薄膜快速气相沉积的装置与方法，实施例中所用的装置如图1所示。所制备的薄膜为zno，所用的两种前驱体分别是zn(c2h5)2和h2o分别置于储罐a和储罐b，储罐a和储罐b处于室温，两储物罐的旁路惰性载气吹扫主管路的质量流量计流速均设为50sccm。基底材料为硅片，所用惰性载气为n2，硅片所处环境温度为250℃。通过程序设置所有奇数阀门未触发前均为关闭状态，所有偶数阀门未触发前均为开启状态。

该方法具体包括以下步骤：

步骤1：开启阀门ai，关闭阀门aii，打开阀门aiii，关闭阀门aiv，其它阀门保持默认状态，将被惰性载气稀释后的zn(c2h5)2蒸汽经气体分布器注入到反应腔室内部，注入时长为10.0s；其中，在被惰性载气稀释后的zn(c2h5)2蒸汽脉冲注入反应腔室时长达到5.0s时，开启阀门bi，关闭阀门bii，打开阀门biii，关闭阀门biv，将被惰性载气稀释后的zn(c2h5)2蒸汽与h2o蒸汽经气体分布器同时注入到反应腔室内部，注入时长为5.0s；

步骤2：开启阀门bi，关闭阀门bii，打开阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将被惰性载气稀释后的h2o蒸汽经气体分布器注入到反应腔室内部，注入时长为10.0s；

步骤3：开启阀门aiii，关闭阀门aiv，开启阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将惰性载气注入到反应腔内对硅片表面的物理吸附及副产物等进行清洗，惰性载气注入时长为20.0s；

重复执行步骤1-3100次，在硅片表面沉积所需厚度的目标薄膜。

实施例4：

本实施例给出一种脉冲式aldtio2均匀薄膜气相沉积的装置与方法，实施例中所用的装置如图1所示。所制备的薄膜为tio2，所用的两种前驱体分别是ti(oc3h7)4和h2o2分别置于储罐a和储罐b，储罐a加热至60℃，储罐b处于室温，两储物罐的旁路惰性载气吹扫主管路的质量流量计流速均设为40sccm。基底材料为硅片，所用惰性载气为ar，原子层沉积实验温度为150℃。通过程序设置所有奇数阀门未触发前均为关闭状态，所有偶数阀门未触发前均为开启状态。

该方法具体包括以下步骤：

步骤1：开启阀门ai，关闭阀门aii，打开阀门aiii，关闭阀门aiv，其它阀门保持默认状态，将被惰性载气稀释后的ti(oc3h7)4蒸汽经气体分布器注入到反应腔室内部，注入时长为10.0s；

步骤2：开启阀门aiii，关闭阀门aiv，开启阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将惰性载气注入到反应腔内对硅片表面的物理吸附及副产物等进行清洗，惰性载气注入时长为20.0s；

步骤3：开启阀门bi，关闭阀门bii，打开阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将被惰性载气稀释后的h2o2蒸汽经气体分布器注入到反应腔室内部，注入时长为10.0s；

步骤4：开启阀门aiii，关闭阀门aiv，开启阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将惰性载气注入到反应腔内对硅片表面的物理吸附及副产物等进行清洗，惰性载气注入时长为20.0s；

重复执行步骤1-4300次，在硅片表面沉积所需厚度的tio2目标薄膜。

实施例5：

本实施例给出一种脉冲式cvdtio2均匀薄膜气相沉积的装置与方法，实施例中所用的装置如图1所示。所制备的薄膜为tio2，所用的两种前驱体分别是ti(oc3h7)4和h2o2分别置于储罐a和储罐b，储罐a加热至60℃，储罐b处于室温，两储物罐的旁路惰性载气吹扫主管路的质量流量计流速均设为40sccm。基底材料为硅片，所用惰性载气为ar，原子层沉积实验温度为150℃。通过程序设置所有奇数阀门未触发前均为关闭状态，所有偶数阀门未触发前均为开启状态。

该方法具体包括以下步骤：

步骤1：开启阀门ai，关闭阀门aii，打开阀门bi，关闭阀门bii，开启阀门aiii，关闭阀门aiv，开启阀门biii，关闭阀门biv，将被惰性载气稀释后的ti(oc3h7)4蒸汽与h2o2蒸汽经气体分布器同时注入到反应腔室内部，注入时长为2000.0s；

步骤2：开启阀门aiii，关闭阀门aiv，开启阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将惰性载气注入到反应腔内对硅片表面的物理吸附及副产物等进行清洗，惰性载气注入时长为300.0s；

在硅片表面沉积所需厚度的目标薄膜，也可根据对薄膜厚度的要求改变步骤1两种前驱体的连续注入时间长短。

实施例6：

本实施例给出一种脉冲式ald+cvdtio2均匀薄膜快速气相沉积的装置与方法，实施例中所用的装置如图1所示。所制备的薄膜为tio2，所用的两种前驱体分别是ti(oc3h7)4和h2o2分别置于储罐a和储罐b，储罐a加热至60℃，储罐b处于室温，两储物罐的旁路惰性载气吹扫主管路的质量流量计流速均设为40sccm。基底材料为硅片，所用惰性载气为ar，原子层沉积实验温度为150℃。通过程序设置所有奇数阀门未触发前均为关闭状态，所有偶数阀门未触发前均为开启状态。

该方法具体包括以下步骤：

步骤1：开启阀门ai，关闭阀门aii，打开阀门aiii，关闭阀门aiv，其它阀门保持默认状态，将被惰性载气稀释后的zn(c2h5)2蒸汽经气体分布器注入到反应腔室内部，注入时长为10.0s；其中，在被惰性载气稀释后的zn(c2h5)2蒸汽脉冲注入反应腔室时长达到5.0s时，开启阀门bi，关闭阀门bii，打开阀门biii，关闭阀门biv，将被惰性载气稀释后的ti(oc3h7)4蒸汽与h2o2蒸汽经气体分布器同时注入到反应腔室内部，注入时长为5.0s；

步骤2：开启阀门bi，关闭阀门bii，打开阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将被惰性载气稀释后的h2o2蒸汽经气体分布器注入到反应腔室内部，注入时长为10.0s；

步骤3：开启阀门aiii，关闭阀门aiv，开启阀门biii，关闭阀门biv，其它阀门保持默认状态，将惰性载气注入到反应腔内对硅片表面的物理吸附及副产物等进行清洗，惰性载气注入时长为20.0s；

重复执行步骤1-3200次，在硅片表面沉积所需厚度的目标薄膜。