CN118653136A - 一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备及方法，涉及原子层沉积设备技术领域，以解决现有技术中的原子层沉积设备无法兼顾低成本、高准确性和高稳定性的技术问题；用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，包括外室、内室和总排气管，外室内设有外腔，内室内设有内腔，内室设于外腔内，外室后侧壁连接有连接总排气管的第一排气管，内室后侧壁连接有穿过外室并连接总排气管的第二排气管，总排气管连接真空系统，外室设有与补气系统连接的补气口，外腔内设有第一真空压力计，内腔内设有第二真空压力计，第一真空压力计、第二真空压力计与补气系统电连接；还涉及用于制备泛半导体材料的原子层沉积方法，采用上述的原子层沉积设备。

Description

一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备及方法

技术领域

本发明涉及原子层沉积设备技术领域，具体讲是指一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备及方法。

背景技术

原子层沉积（Atomic Layer Deposition，ALD）是一种基于表面自限制反应的薄膜沉积技术，通过将多种气相前驱体交替脉冲式地通入腔体，在基体表面发生气固相化学吸附反应形成薄膜。一个ALD沉积周期通常包括以下4个步骤：

（1）通入第一种反应前驱体，与基体表面发生化学吸附或反应；

（2）使用惰性气体吹扫，将多余的第一前驱体和副产物清除出反应腔；

（3）通入第二种反应前驱体，与吸附在基体表面的第一种反应前驱体或第一种反应前驱体与基体反应的生成物发生化学反应生成涂层；

（4）再次用惰性气体将剩余的第二种反应前驱体和副产物清除出反应腔。

由于新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，每个周期仅沉积一层原子，可通过调整沉积周期的次数实现对薄膜厚度的精确控制，精度达到纳米量级；自限制生长的特点使得薄膜共形且无针孔地沉积到衬底上，具有很好的均匀性和保形性。

近年来，ALD技术迅速发展并被广泛应用于光伏电池、半导体材料和光学薄膜等领域。以光伏电池为例，TOPCon（隧穿氧化硅钝化接触）电池是近年来光伏界内受到广泛关注的高效太阳能技术。TOPCon电池正面有一层氧化铝薄膜，它具有较高的负电荷密度，可以对TOPCon电池的正面提供良好的场效应钝化，即在近表面处增加一层具有高度稳定电荷的介质膜，在表面附近形成一个梯度电场，减少表面电子浓度，从而降低表面电子空穴的复合速率。氧化铝薄膜可通过ALD、PECVD、APCVD以及溅射等方法制备，其中ALD法具有反应温度低、成膜均匀、薄膜缺陷密度低等优点，逐渐成为主流选择之一。

鉴于ALD工艺效果与流场和热场直接密切相关，应用于TOPCon钝化层制备等大体积、大批量处理的ALD反应腔通常采用内外双层腔体的结构，内腔为反应腔，置于外腔内部，能够有效提高腔体流场和热场的稳定性；外腔为调压腔，工艺过程中内外腔体需同时抽真空以保证内腔体内外压差较小，不至变形；同时要控制外腔压力始终与内腔相等或略高于内腔，防止内腔内有毒易燃的气体向外泄露以及颗粒物沉积造成堵塞。

目前行业中采用的调压方式主要是内外腔抽气口相互独立，分别调节内外腔的压力，这种方法尽管可以实现对整体压差的精确控制，使内腔压力趋于设定值，但需要两套真空系统，会显著增加设备制造及维护成本，而且两个抽气口在抽气时可能会相互干扰，造成局部压力偏差过大，导致腔体震动甚至变形，稳定性差。此外，以上方法调压过程中会对内腔流场稳定性造成干扰，导致工艺均匀性、稳定性较差。

因此，开发低成本、高准确性、高稳定性的ALD腔体是关系到光伏电池、半导体材料、光学薄膜等诸多领域整体生产效益的亟需解决的问题之一。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，以解决现有技术中的原子层沉积设备无法兼顾低成本、高准确性和高稳定性的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，包括外室、内室和总排气管，外室和内室均呈长方体，外室内设有外腔，内室内设有内腔，内室设于外腔内，内腔用于容纳待沉积基材，外室后侧壁上连接有与外腔连通的第一排气管，第一排气管连接总排气管，内室后侧壁上连接有与内腔连通的第二排气管，第二排气管穿过外室并连接总排气管，总排气管连接有真空系统，外室设有与外腔连通的补气口，补气口连接有补气系统，外腔内设有第一真空压力计，内腔内设有第二真空压力计，第一真空压力计、第二真空压力计与补气系统电连接。

采用上述结构后，本发明中的用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备具有以下优点：内腔的第二排气管与外腔的第一排气管均连接于总排气管，使得内外腔出气端连通，在工艺过程中，由一套真空系统通过总排气管同时经第一排气管和第二排气管分别对外腔和内腔抽真空，保证内外腔压力一致的同时能够降低设备制造和维护成本，并且第一排气管和第二排气管设置在同一侧，减少内腔与外腔之间的干扰，保证内腔流场的稳定性，调压过程中由第一真空压力计和第二真空压力计分别监控外腔和内腔压力，从而利用补气系统和补气口对外腔补气来调整内腔压力，通过内外腔联通的排气管使得内腔压力逐渐趋于设定目标压力，兼顾了低成本、高准确性和高稳定性。

作为改进，第一真空压力计在外腔前后方向上的位置比例与第二真空压力计在内腔前后方向上的位置比例相同；抽真空时内腔的不同位置压力会有一定偏差，外腔同理，但是由于第一排气管和第二排气管均是设置在后侧，因此外腔和内腔的压力分布规律在前后方向上是一致的，第一真空压力计和第二真空压力计按照相同位置比例分布能够保证一致性，提高调压准确性。

作为改进，外室在前端设有第一开口，外室连接有用于封堵第一开口的第一门体，内室在前端设有第二开口，内室连接有用于封堵第二开口的第二门体，第一门体连接有与第二门体滑动连接的联动杆，联动杆上套接有抵接于第一门体和第二门体之间的弹簧，当第一门体封堵第一开口时，第二门体封堵第二开口且弹簧被压缩；采用此种结构，在关闭第一门体和第二门体时，第二门体先封堵第二开口，而第一门体继续往封堵第一开口方向移动，使得弹簧压缩并对第二门体施加弹力，从而将第二门体压紧，实现内腔与外腔同时真空密闭，能够避免外腔调压对内腔造成干扰，保证工艺稳定可靠。

作为改进，第一门体与外室前端面之间设有第一密封圈，第二门体与内室前端面之间设有第二密封圈，弹簧被压缩后压紧第二密封圈；采用此种结构，保证内室第二开口与外腔完全气密，提高第一门体与外室之间的密封性以及第二门体与内室之间的密封性，进一步提高工艺稳定可靠性。

作为改进，外室的左右侧壁上各设有一个补气口且两个补气口位置相对设置；采用此种结构，从左右两侧同时补气，提高外腔内部气压的均匀性。

作为改进，内室连接有匀气组件，匀气组件包括弥散管和导流板，导流板位于内腔内且靠近内室前端设置，导流板连接内室上端，导流板内设有导流腔且导流腔在导流板前端形成第三开口，弥散管上端连接导流板并在穿过内室上端面之后连接主进气管，弥散管下端位于导流腔内并设有若干朝下设置的匀气口；采用此种结构，内腔进气时气流先吹到导流腔内撞击导流板后向外扩散，撞击内室前端面后反向通入到内腔，该结构气路简洁，无过多的分气管道或喷淋孔，两种前驱体气体切换时不容易在分气管道或喷淋孔内残留，更有利于时间间隔式ALD反应的工艺稳定性。

作为改进，第一排气管的位于外室外的部分、第二排气管的位于外腔内的和位于外室外的部分为波纹管；采用此种结构，波纹管能够抵消可能存在的装配误差，而且在抽真空的过程中对可能存在的震动起到缓冲作用，进一步提高流场稳定性。

作为改进，内室的每个外侧壁均连接有一块或多块加热板，每块加热板与内室外侧壁之间均设有小于10mm的间隙；采用此种结构，将现有技术中设置于外室内壁处的加热板设置在每个内室的外侧壁上，有效提高加热速率和均匀性，控制加热板与外室内壁之间处于（亚）真空状态，有利于隔热，提高内腔加热效率，多块加热板包裹内腔，能够实现多温区独立监控和调节，使得温度调节更灵活，工艺优化空间更大；另外，加热板一般由加热丝绕制而成，若是直接与内室外侧壁贴合，通过传导加热可能存在均匀性差的问题，而留出间隙靠热辐射加热均匀性更好。

本发明的第二个目的在于提供一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积方法，采用上述的用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，包括以下步骤：

S1、将待沉积基材置于内腔内设定位置；

S2、利用真空系统对外腔和内腔抽真空至设定气压，设定气压范围500-800mbar，然后利用设置于内室外侧壁的加热板加热内腔温度至50-400℃；

S3、利用真空系统对外腔和内腔抽真空至设定底压，设定底压范围0.5-2mbar，通过监控真空值变化情况来检测内腔和外腔是否泄漏，若未泄漏则进入下一步；

S4、往内腔通入吹扫气体进行吹扫，持续30-90s；

S5、利用真空系统对外腔和内腔抽真空至设定气压，设定气压范围为1-20mbar，此过程中根据第一真空压力计和第二真空压力计的压力反馈结果，基于PID控制利用补气系统和补气口向外腔补气以控制内腔压力趋近于所设目标压力，待内腔和外腔压力稳定后进入下一步；

S6、往内腔通入第一前驱体，持续5-20s，然后用氮气吹扫，持续15-30s，吹扫完成后通入第二前驱体，持续5-20s，随后再次用氮气吹扫，持续15-30s；此过程循环1-100次，并且过程中根据第一真空压力计和第二真空压力计的压力反馈结果，基于PID控制利用补气系统和补气口向外腔补气以控制内腔压力趋近于所设目标压力，目标压力范围1-20mbar；

S7、利用真空系统对外腔和内腔抽真空至设定气压，设定气压范围为0.5-1mbar，往内腔通入氮气至设定气压，设定气压范围为500-800mbar；此过程循环2-5次，并且根据第一真空压力计和第二真空压力计的压力反馈结果，基于PID控制利用补气系统和补气口向外腔补气以控制内腔压力趋近于所设目标压力；

S8、往内腔和外腔同时通入氮气直至气压达到大气压，此过程中根据第一真空压力计和第二真空压力计的压力反馈结果，基于PID控制利用补气系统和补气口向外腔补气以控制内腔压力趋近于所设目标压力；

S9、取出基材。

采用上述方法后，本发明中的用于制备泛半导体材料的原子层沉积方法具有以下优点：内腔的第二排气管与外腔的第一排气管均连接于总排气管，使得内外腔出气端连通，在工艺过程中，由一套真空系统通过总排气管同时经第一排气管和第二排气管分别对外腔和内腔抽真空，保证内外腔压力一致的同时降低了设备制造和维护成本，并且第一排气管和第二排气管设置在同一侧，减少内腔与外腔之间的干扰，保证内腔流场的稳定性，调压过程中由第一真空压力计和第二真空压力计分别监控外腔和内腔压力，利用补气系统和补气口对外腔补气来调整内腔压力，通过内外腔联通的排气管使得内腔压力逐渐趋于设定目标压力，兼顾了低成本、高准确性和高稳定性。

作为改进，步骤S3的过程中根据第一真空压力计和第二真空压力计的压力反馈结果，基于PID控制利用补气系统和补气口向外腔补气以控制内腔压力趋近于所设目标压力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中内室与匀气组件的连接结构示意图。

图3为本发明中匀气组件的结构示意图。

附图标记：1、外室；100、外腔；2、内室；200、内腔；3、总排气管；4、第一排气管；5、第二排气管；6、补气口；7、第一真空压力计；8、第二真空压力计；9、第一门体；10、第二门体；11、联动杆；12、弹簧；13、匀气组件；131、弥散管；132、导流板；14、导流腔；15、第三开口；16、匀气口；17、波纹管；18、加热板；19、间隙。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备及方法作详细说明。

如图1至图3所示，一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，包括外室1、内室2和总排气管3，外室1和内室2均呈长方体或近似长方体设计，外室1内设有外腔100，内室2内设有内腔200，内室2设于外腔100内，内腔200用于容纳待沉积基材，内腔200的尺寸与待沉积基材尺寸适配，可以完全容纳基材且具有足够的机械运动空间，外腔100底端设置底座，内室2底端设置支脚，底座与支脚通过螺丝固定即可将内室2连接在外室1内，而内室2与外室1之间具体的连接方式以及基材固定在内腔200中的方式均为现有技术，在此不再赘述。本实施例中以沉积TOPCon电池氧化铝钝化层为例。

如图1和图2所示，外室1和内室2均由上下底板、左右侧板和后盖板合围而成，外室1在前端设有第一开口，外室1连接有用于封堵第一开口的第一门体9，内室2在前端设有第二开口，内室2连接有用于封堵第二开口的第二门体10，第一门体9连接有与第二门体10滑动连接的联动杆11，联动杆11上套接有抵接于第一门体9和第二门体10之间的弹簧12，当第一门体9封堵第一开口时，第二门体10封堵第二开口且弹簧12被压缩；其中，弹簧12为耐高温材料，优选为316不锈钢，也可选用其他具有良好耐高温性、耐腐蚀性的金属材料。本实施例中，联动杆11和弹簧12均为两个。第一门体9可选用气缸等驱动机构进行驱动，第一门体9和第二门体10打开时便于取放机构将待沉积基材水平送入内腔200内。取放机构包含缓存平台，缓存平台上有一套针对装载有硅片的金属舟的快速定位装置，该定位装置以金属舟底部及一侧端面的平面为基准面，通过定位块与基准面接触将金属舟准确固定；取放机构还包含一套传动机构，可以将装载有硅片的金属舟沿着内腔200与外腔100径向水平进出传送，也可以将金属舟在外腔100外进行上下传送以传送至不同的反应腔（外腔100与内腔200），也可以将金属舟摆放至缓存平台以备其他工艺取放，取放机构的具体结构为现有技术，在此不再赘述。此外，第一门体9与外室1前端面之间设有第一密封圈，第二门体10与内室2前端面之间设有第二密封圈，弹簧12被压缩后压紧第二密封圈，联动杆11与第二门体10也是滑动密封配合，以实现全气密设计。

如图1所示，外室1后侧壁上连接有与外腔100连通的第一排气管4，第一排气管4连接总排气管3，内室2后侧壁上连接有与内腔200连通的第二排气管5，第二排气管5穿过外室1并连接总排气管3，总排气管3连接有真空系统，第一排气管4与外室1的连接处可通过密封圈等结构提高密封性能，同理，第二排气管5与内室2、外室1的连接处同样可通过密封圈等结构提高密封性能；此外，如图1所示，第一排气管4的位于外室1外的部分、第二排气管5的位于外腔100内的和位于外室1外的部分为波纹管17；具体来说，外室1后侧壁上设置排气口，第一排气管4连接该排气口，而与该排气口连接的第一排气管4的部分即为波纹管17；同理，内室2后侧壁上也设置排气口，对应地，外室1后侧壁上设置与内室2上的排气口对应的另一排气口，连接在这两个排气口之间的第二排气管5为波纹管17，而与外室1的排气口连接的并位于外室1之外的第二排气管5部分也为波纹管17，波纹管17材料优选316不锈钢，也可选用其他具有良好耐高温性、耐腐蚀性的金属材料。

如图1所示，内室2的每个外侧壁均连接有一块或多块加热板18，每块加热板18与内室2外侧壁之间均设有小于10mm的间隙19；其中前侧的加热板18与第二门体10连接并一起移动。

如图1所示，外室1设有与外腔100连通的补气口6，补气口6连接有补气系统，本实施例中，外室1的左右侧壁上各设有一个补气口6且两个补气口6位置相对设置，即两个补气口6左右位置相同，补气系统的具体结构为现有技术，在此不再赘述。

如图1所示，外腔100内设有第一真空压力计7，内腔200内设有第二真空压力计8，第一真空压力计7、第二真空压力计8与补气系统电连接；第一真空压力计7在外腔100前后方向上的位置比例与第二真空压力计8在内腔200前后方向上的位置比例相同；例如，若第一真空压力计7在外腔100从后往前的五分之一处，则第二真空压力计8也在内腔200从后往前的五分之一处。

如图2和图3所示，内室2连接有匀气组件13，匀气组件13包括弥散管131和导流板132，导流板132位于内腔200内且靠近内室2前端设置，即靠近第二门体10设置，导流板132连接内室2上端，导流板132内设有导流腔14且导流腔14在导流板132前端形成第三开口15，使得导流板132整体呈直角C型，弥散管131上端连接导流板132并在穿过内室2上端面之后连接主进气管，主进气管具体结构为现有技术，弥散管131下端位于导流腔14内并设有若干朝下设置的匀气口16，气体从匀气口16喷出后撞击导流板132，再向左撞击第二门体10后，向后进入内腔200。

本发明还涉及一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积方法，使用上述的用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，包括以下步骤：

S1、将待沉积基材置于内腔200内设定位置，具体来说，将装载有待沉积硅片的金属舟放入取放机构的缓存平台上，通过缓存平台自定位作用对金属舟进行定位，通过取放机构将金属舟送入内腔200内设定的位置；

S2、利用真空系统对外腔100和内腔200抽真空至设定气压，设定气压范围500-800mbar，然后利用设置于内室2外侧壁的加热板18加热内腔200温度至50-400℃；

S3、利用真空系统对外腔100和内腔200抽真空至设定底压，设定底压范围0.5-2mbar，通过监控真空值变化情况来检测内腔200和外腔100是否泄漏，若未泄漏则进入下一步；若泄漏则对装置进行检修；此过程中，根据第一真空压力计7和第二真空压力计8的压力反馈结果，基于PID控制利用补气系统和补气口6向外腔100补气以控制内腔200压力趋近于所设目标压力；

S4、往内腔200通入吹扫气体进行吹扫，持续30-90s，吹扫气体优选为氮气、氢气等；

S5、利用真空系统对外腔100和内腔200抽真空至设定气压，设定气压范围为1-20mbar，此过程中根据第一真空压力计7和第二真空压力计8的压力反馈结果，基于PID控制利用补气系统和补气口6向外腔100补气以控制内腔200压力趋近于所设目标压力，待内腔200和外腔100压力稳定后进入下一步；

S6、往内腔200通入第一前驱体，持续5-20s，然后用氮气吹扫，持续15-30s，吹扫完成后通入第二前驱体，持续5-20s，随后再次用氮气吹扫，持续15-30s；此过程循环1-100次，并且过程中根据第一真空压力计7和第二真空压力计8的压力反馈结果，基于PID控制利用补气系统和补气口6向外腔100补气以控制内腔200压力趋近于所设目标压力，目标压力范围1-20mbar；其中，第一前驱体包括三甲基铝TMA等，第二前驱体包括水蒸气、氧气、臭氧和一氧化二氮等，循环次数根据不同工艺需求调整；

S7、利用真空系统对外腔100和内腔200抽真空至设定气压，设定气压范围为0.5-1mbar，往内腔200通入氮气至设定气压，设定气压范围为500-800mbar；此过程循环2-5次，并且根据第一真空压力计7和第二真空压力计8的压力反馈结果，基于PID控制利用补气系统和补气口6向外腔100补气以控制内腔200压力趋近于所设目标压力；

S8、往内腔200和外腔100同时通入氮气直至气压达到大气压，此过程中根据第一真空压力计7和第二真空压力计8的压力反馈结果，基于PID控制利用补气系统和补气口6向外腔100补气以控制内腔200压力趋近于所设目标压力；

S9、打开第一门体9和第二门体10，取出基材。

其中，上述步骤中凡是往内腔200中通入气体的都是通过匀气组件13通入，外腔100内用于补气的气体为氮气，外腔100的气体也都是从补气口6进入。

在工艺过程中，由一套真空系统通过总排气管3同时经第一排气管4和第二排气管5分别对外腔100和内腔200抽真空，在保证内外腔压力一致的同时降低设备制造和维护成本，并且第一排气管4和第二排气管5设置在同一侧，减少内腔200与外腔100之间的干扰，保证内腔200流场的稳定性，调压过程中由第一真空压力计7和第二真空压力计8分别监控外腔100和内腔200压力，从而利用补气系统和补气口6对外腔100补气来调整内腔200压力，进而使内腔200压力趋近于所设目标压力，成本低且准确性高，兼顾了低成本、高准确性和高稳定性。

上述装置与方法不仅适用于光伏电池氧化铝钝化层的制备，亦可用于各种半导体材料的大批量沉积设备的优化升级。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述一种实施方式，本领域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。

Claims (10)

1.一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，其特征在于，包括外室（1）、内室（2）和总排气管（3），所述外室（1）和所述内室（2）均呈长方体，所述外室（1）内设有外腔（100），所述内室（2）内设有内腔（200），所述内室（2）设于所述外腔（100）内，所述内腔（200）用于容纳待沉积基材，所述外室（1）后侧壁上连接有与所述外腔（100）连通的第一排气管（4），所述第一排气管（4）连接所述总排气管（3），所述内室（2）后侧壁上连接有与所述内腔（200）连通的第二排气管（5），所述第二排气管（5）穿过所述外室（1）并连接所述总排气管（3），所述总排气管（3）连接有真空系统，所述外室（1）设有与所述外腔（100）连通的补气口（6），所述补气口（6）连接有补气系统，所述外腔（100）内设有第一真空压力计（7），所述内腔（200）内设有第二真空压力计（8），所述第一真空压力计（7）、所述第二真空压力计（8）与所述补气系统电连接。

2.根据权利要求1所述的用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，其特征在于，所述第一真空压力计（7）在所述外腔（100）前后方向上的位置比例与所述第二真空压力计（8）在所述内腔（200）前后方向上的位置比例相同。

3.根据权利要求1所述的用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，其特征在于，所述外室（1）在前端设有第一开口，所述外室（1）连接有用于封堵所述第一开口的第一门体（9），所述内室（2）在前端设有第二开口，所述内室（2）连接有用于封堵所述第二开口的第二门体（10），所述第一门体（9）连接有与所述第二门体（10）滑动连接的联动杆（11），所述联动杆（11）上套接有抵接于所述第一门体（9）和所述第二门体（10）之间的弹簧（12），当所述第一门体（9）封堵所述第一开口时，所述第二门体（10）封堵所述第二开口且所述弹簧（12）被压缩。

4.根据权利要求3所述的用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，其特征在于，所述第一门体（9）与所述外室（1）前端面之间设有第一密封圈，所述第二门体（10）与所述内室（2）前端面之间设有第二密封圈，所述弹簧（12）被压缩后压紧所述第二密封圈。

5.根据权利要求1所述的用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，其特征在于，所述外室（1）的左右侧壁上各设有一个所述补气口（6）且两个所述补气口（6）位置相对设置。

6.根据权利要求1所述的用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，其特征在于，所述内室（2）连接有匀气组件（13），所述匀气组件（13）包括弥散管（131）和导流板（132），所述导流板（132）位于所述内腔（200）内且靠近所述内室（2）前端设置，所述导流板（132）连接所述内室（2）上端，所述导流板（132）内设有导流腔（14）且所述导流腔（14）在所述导流板（132）前端形成第三开口（15），所述弥散管（131）上端连接所述导流板（132）并在穿过所述内室（2）上端面之后连接主进气管，所述弥散管（131）下端位于所述导流腔（14）内并设有若干朝下设置的匀气口（16）。

7.根据权利要求1所述的用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，其特征在于，所述第一排气管（4）的位于所述外室（1）外的部分、所述第二排气管（5）的位于所述外腔（100）内的和位于所述外室（1）外的部分为波纹管（17）。

8.根据权利要求1所述的用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，其特征在于，所述内室（2）的每个外侧壁均连接有一块或多块加热板（18），每块所述加热板（18）与所述内室（2）外侧壁之间均设有小于10mm的间隙（19）。

9.一种用于制备泛半导体材料的原子层沉积方法，其特征在于，使用权利要求1至8任意一项所述的用于制备泛半导体材料的原子层沉积设备，包括以下步骤：

S1、将待沉积基材置于所述内腔（200）内设定位置；

S2、利用所述真空系统对所述外腔（100）和所述内腔（200）抽真空至设定气压，设定气压范围500-800mbar，然后利用设置于所述内室（2）外侧壁的加热板（18）加热所述内腔（200）温度至50-400℃；

S3、利用所述真空系统对所述外腔（100）和所述内腔（200）抽真空至设定底压，设定底压范围0.5-2mbar，通过监控真空值变化情况来检测所述内腔（200）和所述外腔（100）是否泄漏，若未泄漏则进入下一步；

S4、往所述内腔（200）通入吹扫气体进行吹扫，持续30-90s；

S5、利用所述真空系统对所述外腔（100）和所述内腔（200）抽真空至设定气压，设定气压范围为1-20mbar，此过程中根据所述第一真空压力计（7）和所述第二真空压力计（8）的压力反馈结果，基于PID控制利用所述补气系统和所述补气口（6）向所述外腔（100）补气以控制所述内腔（200）压力趋近于所设目标压力，待所述内腔（200）和所述外腔（100）压力稳定后进入下一步；

S6、往所述内腔（200）通入第一前驱体，持续5-20s，然后用氮气吹扫，持续15-30s，吹扫完成后通入第二前驱体，持续5-20s，随后再次用氮气吹扫，持续15-30s；此过程循环1-100次，并且过程中根据所述第一真空压力计（7）和所述第二真空压力计（8）的压力反馈结果，基于PID控制利用所述补气系统和所述补气口（6）向所述外腔（100）补气以控制所述内腔（200）压力趋近于所设目标压力，目标压力范围1-20mbar；

S7、利用所述真空系统对所述外腔（100）和所述内腔（200）抽真空至设定气压，设定气压范围为0.5-1mbar，往所述内腔（200）通入氮气至设定气压，设定气压范围为500-800mbar；此过程循环2-5次，并且根据所述第一真空压力计（7）和所述第二真空压力计（8）的压力反馈结果，基于PID控制利用所述补气系统和所述补气口（6）向所述外腔（100）补气以控制所述内腔（200）压力趋近于所设目标压力；

S8、往所述内腔（200）和所述外腔（100）同时通入氮气直至气压达到大气压，此过程中根据所述第一真空压力计（7）和所述第二真空压力计（8）的压力反馈结果，基于PID控制利用所述补气系统和所述补气口（6）向所述外腔（100）补气以控制所述内腔（200）压力趋近于所设目标压力；

S9、取出基材。

10.根据权利要求9所述的用于制备泛半导体材料的原子层沉积方法，其特征在于，步骤S3的过程中根据所述第一真空压力计（7）和所述第二真空压力计（8）的压力反馈结果，基于PID控制利用所述补气系统和所述补气口（6）向所述外腔（100）补气以控制所述内腔（200）压力趋近于所设目标压力。