一种固体前驱体蒸汽输送系统的制作方法

本发明涉及化学气相沉积以及原子层沉积设备，特别是涉及一种固体前驱体蒸汽输送系统。

背景技术：

1、应用固体前驱体的原子层沉积和化学沉积工艺，是指一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。原子层沉积是通过将气相的前驱体以脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上化学吸附反应而形成沉积膜的一种技术，需要可靠的固体前驱体输送系统，以提供在反应过程中固体前驱体的稳定蒸气压。现有的固体前驱体输送装置/容器，将固态前体放置在固体前驱体输送装置/容器内部。加热到高温，并通入惰性载气，使载气与蒸发的固体混合，蒸发的固体在真空环境中从容器中抽出并与载气一起携带到反应室进行沉积。

2、现有的固体前驱体输送装置/容器结构较为复杂，生产成本较高，且随着固体前驱体不断挥发，载气与固体前驱体的接触面积发生变化，容易导致固体前驱体蒸汽在载气中的浓度不够稳定，导致沉积后期载入反应室的固体前驱体蒸汽的量较少，造成沉积膜缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种结构简单，生产成本低的固体前驱体蒸汽输送系统，保证载气与固体前驱体的接触面积始终保持稳定，使固体前驱体蒸汽在载气中的浓度保持不变，避免沉积膜缺陷。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种固体前驱体蒸汽输送系统，包括瓶体、盖体、阀门组件以及限流板，所述瓶体内部中空，所述盖体安装于所述瓶体上方，所述盖体上设有和所述瓶体内部连通的进气管道、出气管道以及进料口，所述进气管道上端设有进气口，所述出气管道上端设有出气口，所述进气管道和所述出气管道之间通过所述阀门组件控制通断，所述限流板位于所述瓶体内部且底部与固体前驱体接触，所述限流板沿竖直方向和所述瓶体内壁滑动连接，所述盖体和所述限流板配合将所述瓶体内部分隔为与所述进气口连通的进气区，以及与所述出气口连通的混合区，所述限流板底部间隔均布有支脚条，所述限流板底面、所述固体前驱体表面以及各所述支脚条侧壁之间配合形成多个载气流道；

3、其中，载气经所述进气口进入所述进气区，并经所述载气流道与所述固体前驱体表面接触，使所述固体前驱体挥发形成蒸汽，所述蒸汽与所述载气混合后进入所述混合区从所述出气口排出，所述固体前驱体的固体平面下降，所述限流板同步下降。

4、更进一步地，所述盖体底部沿竖直方向设有挡板，所述限流板包括导向板以及连接板，所述导向板沿竖直方向且贴合所述挡板设置，所述导向板与所述瓶体滑动连接，所述导向板底部水平设有所述连接板，所述连接板的下端面均布有所述支脚条。

5、更进一步地，所述瓶体上端面开设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈，所述密封圈上端面贴合所述盖体的下端面设置，所述瓶体与所述盖体采用螺栓固定连接。

6、更进一步地，所述瓶体的内壁开设有与所述导向板竖直滑动限位的滑槽。

7、更进一步地，所述支脚条为内部中空结构。

8、更进一步地，所述连接板包括矩形部以及位于所述矩形部两端的弧形连接部，所述弧形连接部所对应的圆弧半径为r，所述弧形连接部对应的圆心角为α，所述限流板重量的计算公式为：

9、

10、式中，h为导向板的高度，(2r+2w)为导向板的长度，w为导向板一端部位于滑槽内的长度，a为支脚条的宽度，e为支脚条的高度，c为支脚条的长度，n为支脚条的数量，t为导向板、连接板以及支脚条的厚度，d为材料比重，g为重力加速度。

11、更进一步地，所述限流板施加在所述固体前驱体上压强的计算公式为：

12、

13、更进一步地，所述支脚条陷入所述固体前驱体内的可陷深度为b，b/e≤0.5。

14、更进一步地，所述载气流道宽度为d，d/a≤1。

15、更进一步地，所述阀门组件包括第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀、第一换向阀以及第二换向阀，所述进气管道由下至上依次设有所述第一气动阀以及所述第一换向阀，所述出气管道由下至上依次设有所述第二气动阀以及所述第二换向阀，所述第一换向阀与所述第二换向阀之间设有所述第三气动阀。

16、本发明实施例一种固体前驱体蒸汽输送系统与现有技术相比，其有益效果在于：包括瓶体、盖体、阀门组件以及限流板，整体零件数量较少，结构简单，降低生产成本，其中，设有限流板，限流板位于瓶体内部且底部与固体前驱体接触，限流板能沿竖直方向滑动，在限流板底部间隔均布有支脚条，各支脚条的侧壁与固体前驱体表面形成多个载气流道，当载气经进气口进入进气区，并经载气流道与固体前驱体表面接触，能使固体前驱体挥发形成蒸汽，蒸汽与载气混合后进入混合区从出气口排出，固体前驱体的固体平面下降，限流板同步下降，可保持载气与固体前驱体的接触面积始终保持不变，从而确保固体前驱体蒸汽在载气中的浓度保持不变，避免沉积膜缺陷。

技术特征：

1.一种固体前驱体蒸汽输送系统，其特征在于：包括瓶体、盖体、阀门组件以及限流板，所述瓶体内部中空，所述盖体安装于所述瓶体上方，所述盖体上设有和所述瓶体内部连通的进气管道、出气管道以及进料口，所述进气管道上端设有进气口，所述出气管道上端设有出气口，所述进气管道和所述出气管道之间通过所述阀门组件控制通断，所述限流板位于所述瓶体内部且底部与固体前驱体接触，所述限流板沿竖直方向和所述瓶体内壁滑动连接，所述盖体和所述限流板配合将所述瓶体内部分隔为与所述进气口连通的进气区，以及与所述出气口连通的混合区，所述限流板底部间隔均布有支脚条，所述限流板底面、所述固体前驱体表面以及各所述支脚条侧壁之间配合形成多个载气流道；

2.如权利要求1所述的固体前驱体蒸汽输送系统，其特征在于：所述盖体底部沿竖直方向设有挡板，所述限流板包括导向板以及连接板，所述导向板沿竖直方向且贴合所述挡板设置，所述导向板与所述瓶体滑动连接，所述导向板底部水平设有所述连接板，所述连接板的下端面均布有所述支脚条。

3.如权利要求1所述的固体前驱体蒸汽输送系统，其特征在于：所述瓶体上端面开设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈，所述密封圈上端面贴合所述盖体的下端面设置，所述瓶体与所述盖体采用螺栓固定连接。

4.如权利要求2所述的固体前驱体蒸汽输送系统，其特征在于：所述瓶体的内壁开设有与所述导向板竖直滑动限位的滑槽。

5.如权利要求4所述的固体前驱体蒸汽输送系统，其特征在于：所述支脚条为内部中空结构。

6.如权利要求5所述的固体前驱体蒸汽输送系统，其特征在于：所述连接板包括矩形部以及位于所述矩形部两端的弧形连接部，所述弧形连接部所对应的圆弧半径为r，所述弧形连接部对应的圆心角为α，所述限流板重量的计算公式为：

7.如权利要求6所述的固体前驱体蒸汽输送系统，其特征在于：所述限流板施加在所述固体前驱体上压强的计算公式为：

8.如权利要求6所述的固体前驱体蒸汽输送系统，其特征在于：所述支脚条陷入所述固体前驱体内的可陷深度为b，b/e≤0.5。

9.如权利要求6所述的固体前驱体蒸汽输送系统，其特征在于：所述载气流道宽度为d，d/a≤1。

10.如权利要求1所述的固体前驱体蒸汽输送系统，其特征在于：所述阀门组件包括第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀、第一换向阀以及第二换向阀，所述进气管道由下至上依次设有所述第一气动阀以及所述第一换向阀，所述出气管道由下至上依次设有所述第二气动阀以及所述第二换向阀，所述第一换向阀与所述第二换向阀之间设有所述第三气动阀。

技术总结本发明涉及化学气相沉积以及原子层沉积设备技术领域，公开了一种固体前驱体蒸汽输送系统，包括瓶体、盖体、阀门组件以及限流板，所述盖体安装于所述瓶体上方，所述盖体上设有和所述瓶体内部连通的进气管道、出气管道以及进料口，所述进气管道和所述出气管道之间通过所述阀门组件控制通断，所述限流板沿竖直方向和所述瓶体内壁滑动连接，所述限流板底部间隔均布有支脚条，所述限流板底面、所述固体前驱体表面以及各所述支脚条侧壁之间配合形成多个载气流道。本发明的有益效果：结构简单，生产成本低的固体前驱体蒸汽输送系统，保证载气与固体前驱体的接触面积始终保持稳定，使固体前驱体蒸汽在载气中的浓度保持不变，避免沉积膜缺陷。技术研发人员：请求不公布姓名,马伟伟受保护的技术使用者：广东先导微电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5