[发明专利]流体分布装置和用于形成该流体分布装置的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种由耐高活性材料(highly reactive material)的腐蚀性和劣化性的材料形成的流体分布装置和用于形成该装置的方法。

背景技术

在某些工业中，必须处理高活性气体和液体。在工业加工和应用过程中经常分布或分配这些气体和液体。用于处理这些高活性气体和液体的分配物体在与气体和液体接触时经常迅速腐蚀和劣化。从而，这些分配物体的使用寿命取决于其耐高活性气体和液体的腐蚀和劣化的能力。

例如，在半导体晶圆加工中，经常横跨晶圆表面分布气体，以制成半导体器件的一个以上的层。这些气体可以包括氨气、硅烷和各种金属有机物蒸气(vapor)。当加热时，这些气体可能离解或裂解(crack)，从而产生例如热氢气和具有高腐蚀性的其它物质。

在另一示例中，由于金属的活性、温度和渗透性，特别难以处理液态和气态的金属。在薄膜太阳能电池工业中，在制造太阳能电池时，通常处理铜、铟、镓和硒的蒸气和气体。所有这些材料都对用于处理这些材料的流体分布系统所用的材料产生腐蚀影响。

金属涂覆工业使用液态金属和气态金属以在其它金属上形成层。位于金属片材的上方的沉积液态金属和气态金属用的分配物体必须耐液态金属和气态金属的高活性。当用于分配金属的物体由与液态金属或气态金属反应的材料形成时，迅速腐蚀和劣化危害材料的结构完整性并且使物体迅速失效。分配物体除了需要耐液态金属和气态金属的高活性之外还必须承受分配这些金属所需的高温。用于分配气态金属或液态金属的物体还必须具有足够的密度以承受气态金属经由物体的壁的渗透。

由于这些挑战，分配物体典型地具有非常短的使用寿命并且基本上是一次性的，这导致效率低、麻烦且加工容易出错。需要用于处理高活性材料且增加装置的使用寿命的新型装置和用于形成该装置的方法，所述高活性材料包括但不限于液态铝或气态铝。

发明内容

提供一种流体分布装置和用于形成该装置的方法。流体分布装置包括主体、填充部、入口和出口。主体由包括硼、铝、硅、镓、耐火硬金属、过渡金属和稀土金属的元素的氮化物、碳化物、碳氮化物和氧氮化物中的至少一种，或者这些材料的复合物或组合物形成。填充部位于主体内。入口贯通主体的第一部分并且与填充部流体连通，出口贯通主体的第二部分并且也与填充部流体连通。

用于形成流体分布装置的方法包括提供基板以及在基板上沉积第一层。第一层由从硼、铝、硅、镓、耐火硬金属、过渡金属和稀土金属的组中选择的元素的氮化物、碳化物、碳氮化物和氧氮化物中的至少一种，或者这些材料的复合物或组合物形成。贯通基板和第一层的至少一部分形成至少一个孔。将第二层沉积到剩余的第一层和暴露的基板的至少一部分。贯通第一层和第二层形成至少一个孔，以为基板提供流体进出口。通过将部分形成的装置置于高温环境而从孔中去除基板材料，由此形成流体分布装置。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了优选实施方式的各个方面。

图1示出了部分形成的流体分布装置的剖视图；

图2示出了部分形成的流体分布装置的剖视图；

图3示出了部分形成的流体分布装置的剖视图；

图4示出了部分形成的流体分布装置的剖视图；

图5示出了流体分布装置的仰视图；

图6示出了流体分布装置的仰视图；

图7示出了部分形成的流体分布装置的剖视图；

图8示出了流体分布装置的剖视图；

图9示出了流体分布装置的局部立体剖视图；

图10示出了流体分布装置的局部立体图；

图11示出了流体分布装置的局部立体剖视图；

图12示出了部分形成的流体分布装置的局部立体图；

图13示出了图12的部分形成的流体分布装置的局部立体细节图；

图14示出了部分形成的流体分布装置的局部立体细节图；

图15示出了部分形成的流体分布装置的局部立体细节图；

图16示出了流体分布装置的局部立体细节图；

图17示出了流体分布装置的局部立体图；

图18示出了流体分布装置的局部立体剖视图；

图19示出了图18的流体分布装置的局部立体剖视细节图；

图20示出了图18的流体分布装置的局部立体剖视细节图。

具体实施方式

在整个说明书中，处于流体状态、流体相(fluid phase)等的材料将说明为流体。应该理解，所使用的术语“流体”或包括术语“流体”的短语将包括材料的液态、气态和蒸气态。