一种原子层沉积系统

本发明属于薄膜材料合成领域，具体涉及一种原子层沉积系统。

背景技术：

1、原子层沉积系统(atomic layer deposition，以下简称ald)，是指在真空环境下，在柔性基底上进行连续快速的沉积，形成不同的“膜层”进而改变半导体导电性能的纳米覆膜技术，在原子制造领域、半导体领域、航天邻域以及微电子领域有广泛应用。温度控制精度是影响ald成膜质量主要的重要因素，ald系统的温度控制具有大惯性、滞后的特征，温度对ald的影响非常重要，衬底温度分布的均匀性是生长出均匀薄膜的必要条件。

2、现有的原子层沉积通常设计成不可调整的设定好的配方内容，并可对其时间及循环次数等参数进行设定，在面对新型工艺需求的时候无法满足现有工艺要求，因此造成适用范围受限。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的原子层沉积系统仅具备几种设定好的工艺配方的缺陷，提供一种原子层沉积系统，该原子层沉积系统具备配方完全任意配置功能，大幅提高原子层沉积系统的工艺适用范围。

2、本发明通过如下技术方案予以实现，一种原子层沉积系统，包括plc控制器、沉积腔室、pid控制电路，所述沉积腔体包括可密闭连接的上盘和下盘，所述下盘中心位置设置有圆形凹槽，所述凹槽内放置有盘状加热器，所述下盘上还设置有第一进气口、第二进气口、出气口，所述第一进气口连接有第一气体供应机构，所述第二进气口连接有第二气体供应机构，所述出气口连接有废气处理机构，所述沉积腔室连接有压力传感器，所述pid控制电路包括自动单元、手动单元、温控单元、配方单元以及趋势曲线单元，所述自动单元用于自动执行相关材料加工工艺流程，所述手动单元用于控制各气路阀门开关，所述温控单元用于设定以及实时显示各测温区温度值，所述配方单元可以根据工艺需求人工配方工艺流程，所述趋势单元可显示压力其温度变化趋势曲线。

3、进一步地，还包括为沉积腔室提供气体的气体瓶源以及控制供气的电磁阀，该电磁阀可以通过系统自动单元以及手动单元控制，所述气体瓶源中为惰性气体或反应气体。

4、进一步地，所述盘状加热器安装有温度传感器，所述温度传感器检测位置包括沉积腔体的下盘部分，沉积腔体的上盘部分，沉积腔体的左侧部分，沉积腔体右侧的部分，沉积腔体的进气部分以及沉积腔体的出气部分。

5、进一步地，所述温度传感器为k型热电偶，所述k型热电偶采集温度量以模拟量的形式将数据传送至pid控制电路的温控单元。

6、进一步地，温控单元包括温度显示以及温度设定，可设置沉积腔室各区温度并通过改变电压输入功率对温度进行调控。

7、进一步地，所述pid控制电路包括配方单元，所述配方单元可设置的功能包括清洗功能，加热功能，扫吹功能，跳转功能，循环功能以及停止功能，所述配方单元包括设置所有功能的时间。

8、进一步地，所述pid控制电路包括趋势单元，所述趋势单元包括压力实时趋势，温度实时趋势，该压力实时趋势包括沉积腔室内部压力实时趋势曲线，该温度实时趋势包括沉积腔室各点温度曲线，以及瓶源温度实时趋势，所述趋势单元包括压力历史趋势，温度历史趋势，所述压力历史趋势包括沉积腔室内部压力历史趋势曲线，所述温度历史趋势包括沉积腔室各点温度曲线，以及瓶源温度历史趋势。

9、本发明的有益效果：

10、本发明提供的原子层沉积系统在执行设定好的自动流程的同时还具备配方功能，可按照实际需求进行任意流程步骤的配方。有效地解决了因为功能更新改进过程中无法满足最新工艺需要的问题，大幅提高了原子层沉积系统的适用范围。

技术特征：

1.一种原子层沉积系统，其特征在于：包括plc控制器、沉积腔室、pid控制电路，所述沉积腔体包括可密闭连接的上盘和下盘，所述下盘中心位置设置有圆形凹槽，所述凹槽内放置有盘状加热器，所述下盘上还设置有第一进气口、第二进气口、出气口，所述第一进气口连接有第一气体供应机构，所述第二进气口连接有第二气体供应机构，所述出气口连接有废气处理机构，所述沉积腔室连接有压力传感器，所述pid控制电路包括自动单元、手动单元、温控单元、配方单元以及趋势曲线单元，所述自动单元用于自动执行相关材料加工工艺流程，所述手动单元用于控制各气路阀门开关，所述温控单元用于设定以及实时显示各测温区温度值，所述配方单元可以根据工艺需求人工配方工艺流程，所述趋势单元可显示压力其温度变化趋势曲线。

2.根据权利要求1所述的一种原子层沉积系统，其特征在于：还包括为沉积腔室提供气体的气体瓶源以及控制供气的电磁阀，该电磁阀可以通过系统自动单元以及手动单元控制，所述气体瓶源中为惰性气体或反应气体。

3.根据权利要求2所述的一种原子层沉积系统，其特征在于：所述盘状加热器安装有温度传感器，所述温度传感器检测位置包括沉积腔体的下盘部分，沉积腔体的上盘部分，沉积腔体的左侧部分，沉积腔体右侧的部分，沉积腔体的进气部分以及沉积腔体的出气部分。

4.根据权利要求3所述的一种原子层沉积系统，其特征在于：所述温度传感器为k型热电偶，所述k型热电偶采集温度量以模拟量的形式将数据传送至pid控制电路的温控单元。

5.根据权利要求4所述的一种原子层沉积系统，其特征在于：温控单元包括温度显示以及温度设定，可设置沉积腔室各区温度并通过改变电压输入功率对温度进行调控。

6.根据权利要求1所述的一种原子层沉积系统，其特征在于：所述pid控制电路包括配方单元，所述配方单元可设置的功能包括清洗功能，加热功能，扫吹功能，跳转功能，循环功能以及停止功能，所述配方单元包括设置所有功能的时间。

7.根据权利要求1所述的一种原子层沉积系统，其特征在于：所述pid控制电路包括趋势单元，所述趋势单元包括压力实时趋势，温度实时趋势，该压力实时趋势包括沉积腔室内部压力实时趋势曲线，该温度实时趋势包括沉积腔室各点温度曲线，以及瓶源温度实时趋势，所述趋势单元包括压力历史趋势，温度历史趋势，所述压力历史趋势包括沉积腔室内部压力历史趋势曲线，所述温度历史趋势包括沉积腔室各点温度曲线，以及瓶源温度历史趋势。

技术总结
本发明属于薄膜材料合成领域，具体涉及一种原子层沉积系统。包括PLC控制器、沉积腔室、PID控制电路，所述沉积腔体包括可密闭连接的上盘和下盘，所述下盘中心位置设置有圆形凹槽，所述凹槽内放置有盘状加热器，所述沉积腔室连接有压力传感器，所述PID控制电路包括自动单元、手动单元、温控单元、配方单元以及趋势曲线单元，该原子层沉积系统在具备自动与手动的基础上还具备了配方自动单元流程的功能，有效的解决了现有的原子层沉积系统无法自动运行新式工艺流程的问题，大幅拓展了原子层成膜的适用范围。

技术研发人员：李皓之,周昊天
受保护的技术使用者：盐城工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12