一种纯净、均匀且薄的薄膜的制备方法及装置

本申请涉及微电子器件加工，尤其涉及一种纯净、均匀且薄的薄膜的制备方法及装置。

背景技术：

1、在微电子工艺中，对于制备薄膜，有多种实现方法。例如，物理气相淀积、化学气相淀积、生长、旋涂、化学溶液沉积等等。其中，有机薄膜的制备很大程度上依赖旋涂和化学溶液沉积。但是，这两种方法都会在所制备的有机薄膜中引入其他化学元素，难以制备出纯净材质的有机薄膜。

2、其中，在以化学溶液法沉积聚多巴胺的过程中，溶液和有机薄膜的氧化很难避免。与此同时，在沉积的过程中，容易形成聚集体，从而大幅降低有机薄膜的品质。此外，以蒸镀的方法，也可以淀积纯净的有机薄膜，但是其依赖于高价值的设备，并且这种方法难以制备出厚度很小的完全闭合的薄膜。在制备薄膜的过程中容易引入杂质化学元素，使得所制备的薄膜化学成分变得复杂。与此同时，所制备的薄膜可能存在大量的聚集体，从而大幅降低薄膜的质量。如果采用价格高昂的沉积设备，必然推升薄膜制备的成本，且在某种情况下，难以形成薄、均匀且闭合的薄膜。

技术实现思路

1、本申请实施例通过提供一种纯净、均匀且薄的薄膜的制备方法及装置，解决了现有技术难以在低成本情况下制备出纯净且薄的有机薄膜的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种纯净、均匀且薄的薄膜的制备方法，包括：将固体粉末前驱体敷压于衬底之上，并将其组装形成悬挂体；将所述悬挂体悬挂并加热以使所述固体粉末前驱体熔化从衬底滴落；控制加热温度和/或加热时间，直至熔化的所述固体粉末前驱体于衬底表面所形成的液体薄膜的厚度达到目标厚度；将所述悬挂体及其衬底表面的所述液体薄膜冷却至室温得到目标薄膜。

3、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述将其组装形成悬挂体，包括：将衬底上的所述固体粉末前驱体压实；将涂敷有所述固体粉末前驱体的衬底夹紧形成悬挂体。

4、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述将所述悬挂体悬挂并加热以使所述固体粉末前驱体熔化从衬底滴落，还包括：所述悬挂体的加热环境为真空环境、惰性气氛或反应气体环境。

5、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述熔化的所述固体粉末前驱体于衬底表面所形成的液体薄膜的厚度达到目标厚度，包括：在有薄膜区域与无薄膜区域交界的边界处测量所制备的薄膜的厚度；将测得的所述薄膜的厚度与所述目标薄膜厚度进行比较。

6、第二方面，本申请实施例提供了一种纯净、均匀且薄的薄膜的制备装置，包括悬挂体、夹持装置、悬挂架与退火装置；所述悬挂体用于承载固体粉末前驱体并在其上形成目标薄膜；所述夹持装置用于夹紧所述悬挂体并将其进行悬挂固定，且所述夹持装置远离所述悬挂体的一侧连接于所述悬挂架；所述悬挂架用于通过夹持装置悬挂所述悬挂体以使所述固体粉末前驱体熔化所形成的液体在加热时滴落；所述退火装置用于容纳所述悬挂体、所述夹持装置与悬挂架，被配置为加热所述固体粉末前驱体；且所述退火装置上设置有进气口与出气口。

7、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述悬挂体，包括第一衬底、第二衬底、垫片、第一固定装置和第二固定装置；所述第一衬底用于涂敷所述固体粉末前驱体；所述第二衬底用于与所述第一衬底配合施加相对的力以将所述固体粉末前驱体夹紧；所述垫片置于所述第一衬底与第二衬底之间的一端并形成容纳空间；所述第一固定装置用于固定所述垫片与所述第一衬底；所述第二固定装置设置于所述第一固定装置对侧用于固定所述第一衬底与所述第二衬底。

8、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述夹持装置位于所述悬挂体远离所述第一固定装置和所述第二固定装置的一侧，并夹紧所述第一衬底与所述第二衬底。

9、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述悬挂体，包括第一衬底与盖片；所述第一衬底用于涂敷所述固体粉末前驱体；所述盖片与所述第一衬底部分重合，且重合部分被所述夹持装置夹持固定。

10、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述悬挂体，包括第一衬底、第二衬底、两个垫片、涂敷通道与两个固定装置；两个所述垫片分别位于所述第一衬底与所述第二衬底之间的两侧，且在所述第一衬底、所述第二衬底与两个所述垫片之间形成所述涂敷通道；所述涂敷通道用于填塞所述固体粉末前驱体，且所述涂敷通道一端的通道口被所述夹持装置夹紧；通过两个所述固定装置分别固定两个所述垫片所在的两侧。

11、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，还包括盛接装置；所述盛接装置位于所述悬挂体下方且与所述悬挂体在高度方向上重合，用于收集滴落的所述固体粉末前驱体熔化所形成的液体。

12、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

13、本申请实施例通过将悬挂体悬挂并加热以使固体粉末前驱体熔化从衬底滴落，能够利用重力制备出均匀且薄的薄膜。有效解决了现有技术难以在低成本情况下制备出纯净且薄的薄膜的问题。能够以低廉的成本制备出纯净、薄、均匀且闭合的薄膜，并且操作简单。

技术特征：

1.一种纯净、均匀且薄的薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将其组装形成悬挂体，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述悬挂体悬挂并加热以使所述固体粉末前驱体熔化从衬底滴落，还包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述熔化的所述固体粉末前驱体于衬底表面所形成的液体薄膜的厚度达到目标厚度，包括：

5.一种纯净、均匀且薄的薄膜的制备装置，其特征在于，包括悬挂体、夹持装置、悬挂架与退火装置；

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述悬挂体，包括第一衬底、第二衬底、垫片、第一固定装置和第二固定装置；

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述夹持装置位于所述悬挂体远离所述第一固定装置和所述第二固定装置的一侧，并夹紧所述第一衬底与所述第二衬底。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述悬挂体，包括第一衬底与盖片；

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述悬挂体，包括第一衬底、第二衬底、两个垫片、涂敷通道与两个固定装置；

10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括盛接装置；

技术总结本申请公开了一种纯净、均匀且薄的薄膜的制备方法及装置，涉及微电子器件加工技术领域，该方法包括：将固体粉末前驱体敷压于衬底之上，并将其组装形成悬挂体；将悬挂体悬挂并加热以使固体粉末前驱体熔化从衬底滴落；控制加热温度和/或加热时间，直至熔化的固体粉末前驱体于衬底表面所形成的液体薄膜的厚度达到目标厚度；将悬挂体及其衬底表面的液体薄膜冷却至室温得到目标薄膜。解决了现有技术难以在低成本情况下制备出纯净且薄的薄膜的问题。能够以低廉的成本制备出纯净、薄、均匀且闭合的薄膜，并且操作简单。技术研发人员：王强,吴都,庞田田受保护的技术使用者：陕西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18