具体实施方式

本发明实施例提供了一种用于原子层沉积系统的平板式放电装置，解决了现有技术中ALD等离子体发生系统气体离化率低，结构复杂的技术问题，达到了提高气体离化率，结构简单的技术效果。

本发明实施例中的技术方案，总体结构如下：

一种用于原子层沉积系统的平板式放电装置，所述平板式放电装置包括：金属壁，所述金属壁接地，所述金属壁包括：凹槽，所述凹槽设置在所述金属壁的上表面；第一通孔，所述第一通孔设置在所述凹槽的中心，且贯穿所述金属壁；金属板，所述金属板设置在所述凹槽内；石英管，所述石英管的底部固定设置在所述凹槽内，且所述石英管位于所述金属壁与所述金属板之间；电源接口，所述电源接口设置在所述第一通孔内，所述电源接口一端与射频电源电连接，另一端与所述金属板电连接；陶瓷件，所述陶瓷件设置在所述第一通孔内，且位于所述电源接口与所述金属壁之间；其中，所述陶瓷件与所述石英管相连接，将所述金属板与所述金属壁隔开。通过上述用于原子层沉积系统的平板式放电装置解决了现有技术中ALD等离子体发生系统气体离化率低，结构复杂的技术问题，达到了提高气体离化率，结构简单的技术效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供了一种用于原子层沉积系统的平板式放电装置，请参考附图1，所述平板式放电装置包括：

金属壁2，所述金属壁2接地，所述金属壁2包括：

凹槽，所述凹槽设置在所述金属壁2的上表面；

第一通孔，所述第一通孔设置在所述凹槽的中心，且贯穿所述金属壁2；

具体而言，所述金属壁2为所述原子层沉积系统的外腔体的金属壁，所述金属壁2为圆盘状结构，所述金属壁2上表面的直径为第一直径。所述金属壁2的上表面向下凹陷一定深度，形成所述凹槽，所述凹槽为圆形，所述凹槽的直径为第二直径，所述第二直径小于所述第一直径，所述凹槽的圆心与所述金属壁2的圆心重合。所述第一通孔设置在所述凹槽的中心，且贯穿所述金属壁2。所述金属壁2与地线电连接，即所述金属壁2的电位为0。

金属板8，所述金属板8设置在所述凹槽内；

具体而言，所述金属板8设置在所述凹槽的底部，所述金属板8与射频电源连接，所述金属板8与所述金属壁2构成平板式电容。

石英管1，所述石英管1的底部固定设置在所述凹槽内，且所述石英管1位于所述金属壁2与所述金属板8之间；

具体而言，所述石英管1为杯状，设置在所述原子层沉积系统的腔室内，原子层沉积反应在所述石英管1内完成。所述石英管1的底部设置在所述凹槽的底部，所述金属板8设置在所述石英管1内，且位于所述石英管1的底部。所述石英管1用于将所述金属板8与所述金属壁2隔离开，一方面，避免所述金属板8与所述金属壁2处于同一电位，使所述金属板8、所述金属壁2构成平板式电容；另一方面，避免所述射频电源的电压过高，在所述金属板8、所述金属壁2之间造成电弧放电现象；第三方面，将等离子体限制在所述石英管1内，提高所述等离子体的浓度，使原子层沉积更加高效。

电源接口6，所述电源接口6设置在所述第一通孔内，所述电源接口6一端与射频电源电连接，另一端与所述金属板8电连接；

进一步的，所述金属板8通过螺栓7固定在所述电源接口6上，且与所述电源接口6电连接；其中，所述螺栓7的材质为金属。

具体而言，所述电源接口6设置在所述第一通孔内，所述金属板8的中心设置一第二通孔，所述石英管1底部的中心设置一第三通孔，所述第二通孔、所述第三通孔的内径相等，且所述第二通孔的轴线与所述第三通孔的轴线重合。所述螺栓7穿过所述第二通孔、所述第三通孔固定在所述电源接口6的上端，所述电源接口6的下端与射频电源电连接。所述螺栓7由两个作用：①将所述金属板8固定到所述电源接口6上；②连通所述金属板8与所述电源接口6，从而达到连通所述金属板8与所述射频电源的技术效果。

所述射频电源通过所述金属板8进行放电，所述金属板8直接与所述石英管1内的气体接触，使所述气体离化。与传统的感应耦合放电方式相比，增大了气体与射频电源的接触面积，提高了气体的离化率。

陶瓷件5，所述陶瓷件5设置在所述第一通孔内，且位于所述电源接口6与所述金属壁2之间；

其中，所述陶瓷件5与所述石英管1相连接，将所述金属板8与所述金属壁2隔开；

具体而言，所述陶瓷件5为圆筒状，所述陶瓷件5的内径与所述电源接口6的外径相匹配，所述陶瓷件5的外径与所述第一通孔相匹配。所述陶瓷件5设置在所述第一通孔内，且位于所述电源接口6的外部，即所述陶瓷件5将所述第一通孔的侧壁与所述电源接口6隔离开。所述陶瓷件5的上端与所述第三通孔的侧壁相连接，即所述陶瓷件5与所述石英管1连接，达到将所述金属壁2与所述电源接口6、所述金属板8隔离开，确保所述金属板8与所述金属壁2之间存在电压差。所述金属板8、所述电源接口6的电势等于所述射频电源的电压，所述金属壁2的电势为0。

进一步的，所述平板式放电装置还包括：M个进气孔，M个所述进气孔均匀设置在所述金属板8上，M为正整数。

第一进气端3，所述第一进气端3设置在所述金属壁2的侧壁上，所述第一进气端3通过第一管道与所述进气孔连通。

具体而言，所述金属板8上均匀设置M个所述进气孔，所述进气孔通过所述第一管道与所述第一进气端3连通，气体通过所述第一进气端3、所述进气孔进入所述石英管1内。样品设置在所述石英管1内，所述气体进入所述石英管1内后，在高强电压的作用下，所述气体在所述石英管1内发生离化，离化后的所述气体沉积在所述样品上。

所述平板式放电装置还包括：第二进气端10，所述第二进气端10设置在所述金属壁2的侧壁上，所述第二进气端10通过第二管道与所述进气孔连通。

具体而言，所述第一进气端3、所述第二进气端10同时向所述进气孔提供气体，保证了气体的充足供应。

进一步的，所述平板式放电装置还包括：M个绝缘柱9，所述绝缘柱9固定设置在所述进气孔内，且M个绝缘柱9与M个所述进气孔一一对应。

具体而言，所述绝缘柱9由绝缘材料制成，所述绝缘柱9为圆筒状，设置在所述进气孔内，气体通过所述绝缘柱9进入所述石英管1内。所述绝缘柱9的上表面与所述金属板8的上表面平齐，且与所述进气孔同圆心。一个所述进气孔内设置一个所述绝缘柱9，所述绝缘柱9可有效避免所述气体通入所述石英管1内时，在所述进气孔处产生电弧。

进一步的，所述平板式放电装置还包括：加热装置4，所述加热装置4设置在所述金属壁2的下部；加热管，所述加热管设置在所述石英管1的四周，且所述加热管与所述加热装置4连接。

具体而言，所述加热管环绕在所述石英管1的四周，用于对所述石英管1进行加热，从而达到对所述石英管1内部进行加热的技术效果。所述石英管1内部的温度升高，可使所述石英管1内气体的活性更高，更容易受到电场的激发而离化，进一步提高所述气体的离化率。

进一步的，所述石英管1的高度为50mm-150mm。

进一步的，所述石英管1的高度为110mm。

具体而言，所述石英管1的高度过低时，气体在所述石英管1内不能充分离化；所述石英管1的高度过高时，浪费石英材料。优选的，所述石英管1的高度为50mm-150mm。最优选的，所述石英管1的高度为110mm。

进一步的，所述平板式放电装置还包括：金属密封，所述金属密封设置在所述射频电源接口6与所述金属壁2之间。

具体而言，所述金属密封设置在所述射频电源接口6与所述金属壁2之间，用于密封所述电源接口6与所述金属壁2之间的缝隙，达到保证所述石英管1内的超高真空环境的技术效果。进一步的，所述金属密封具体为无氧铜垫密封圈。

进一步的，所述射频电源的射频功率为300瓦。

通过本实施例中的用于原子层沉积系统的平板式放电装置，解决了现有技术中ALD等离子体发生系统气体离化率低，结构复杂的技术问题，达到了提高气体离化率，结构简单的技术效果。

实施例二

发明实施例还提供了一种原子层沉积方法，所述方法使用包含所述平板式放电装置的所述原子层沉积系统，请参考附图1，所述方法包括：

步骤1：将样品固定在所述石英管1内；

步骤2：打开所述加热装置4，打开所述射频电源；

具体而言，打开所述射频电源，所述金属板8的电势等于所述射频电源的电压，所述金属板8与所述金属壁2形成平板式电容。打开所述加热装置4，使所述石英管1内的温度达到预定温度，为气体的电离做准备。

步骤3：向所述石英管1内通入第一气体；

具体而言，通过所述进气孔，将所述第一气体在通入所述石英管1内，在高强电压的作用下，所述第一气体被离化，离化后的所述第一气体粘附在所述样品表面，形成第一薄膜。

步骤4：停止向所述石英管1内通入所述第一气体，向所述石英管1内通入惰性气体；

具体而言，待第一薄膜形成后，停止向所述石英管1内通入所述第一气体。通过所述进气孔向所述石英管1内通入惰性气体，所述惰性气体用于将所述第一石英管1内的所述第一气体吹走，所述第一气体随所述原子层沉积系统的真空系统排出所述石英管1。

步骤5：停止向所述石英管1内通入所述惰性气体，向所述石英管1内通入第二气体；

具体而言，向所述石英管1内通入一段时间的所述惰性气体后，所述石英管1内没有所述第一气体，只有所述惰性气体。此时，停止向所述石英管1内通入所述惰性气体，通过所述进气孔向所述石英管1内通入所述第二气体，在高强电压的作用下，所述第二气体被离化，离化后的所述第二气体粘附在所述第一薄膜上，形成第二薄膜。

步骤6：停止向所述石英管1内通入所述第二气体，向所述石英管1内通入惰性气体；

具体而言，待所述第二薄膜形成后，停止向所述石英管1内通入所述第二气体。通过所述进气孔向所述石英管1内通入所述惰性气体，所述惰性气体用于将所述第一石英管1内的所述第二气体吹走，所述第二气体随所述原子层沉积系统的真空系统排出所述石英管1。

步骤7：判断所述第一薄膜、所述第二薄膜的厚度之和是否符合标准，若不符合标准，继续步骤3-7；

具体而言，判断所述第一薄膜、所述第二薄膜的厚度之和是否达到预定厚度，若没有达到所述预定厚度，继续步骤3-7，继续在所述样品上沉积所述第一薄膜、所述第二薄膜。

步骤8：关闭所述射频电源、所述加热装置4。

具体而言，若所述第一薄膜、所述第二薄膜的厚度之和达到所述预定厚度，关闭所述射频电源、所述加热装置4，取出所述样品，对所述样品的原子层沉积操作结束。

通过本实施例中的原子层沉积方法，解决了现有技术中ALD等离子体发生系统气体离化率低，结构复杂的技术问题，达到了提高气体离化率，结构简单的技术效果。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明实施例提供了一种用于原子层沉积系统的平板式放电装置，所述平板式放电装置包括：金属壁接地，电源接口一端与射频电源电连接，另一端与金属板电连接。所述金属板的电势与所述射频电源的电压相等，所述金属板与所述金属壁形成平板电容，气体在所述平板电容的高强电场下被离化。石英管位于所述金属壁与所述金属板之间，避免所述金属板与所述金属壁处于同一电位，使所述金属板、所述金属壁构成平板式电容。陶瓷件位于所述电源接口与所述金属壁之间，且所述陶瓷件与所述石英管相连接，将所述金属板与所述金属壁隔开，使所述金属板、所述金属壁电位不同。所述射频电源通过所述金属板进行放电，所述金属板直接与所述石英管内的气体接触，使所述气体离化。与传统的感应耦合放电方式相比，增大了气体与射频电源的接触面积，提高了气体的离化率。达到了提高气体离化率，结构简单的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。