[发明专利]一种新型的ALD设备前驱体源载气加热方法

说明书

本发明一种新型的ALD设备前驱体源载气加热方法，包括:带伴热的质量流量计、气管路、出气管路以及气源瓶，所述进气管路与所述出气管路均与气源瓶连接，所述出气管远离气源瓶的一端连接反应腔，其中，使所述气源瓶中注入反应前驱气体，所述进气管路连接气源瓶的一端，使进气管路的出气口位于所述反应低饱和蒸汽压前驱体源之上，所述出气管路连接气源瓶的一端，位于所述反应前驱体的上部，所述出气管路外设有加热带。通过使用本发明一种新型的ALD设备低饱和蒸汽压前驱体源加热方式，有效地通过准确控制气源温度，以及提高加热带温度设定，有效的加速前驱体源扩散，有效地减少气体残余，从而达到提高反应速率，提高了设备的利用率。

技术领域

本发明属于ALD(原子层沉积)设备应用领域，具体涉及一种新型的ALD设备前驱体源载气加热方法

背景技术

原子层沉积(Atom layer deposition，简称ALD)工艺由于其优异的台阶覆盖率，精确的厚度控制，较低的反应温度，良好的薄膜性能等，而被认为是一种较大潜力的薄膜制备工艺。但现有ALD设备结构中载气加热形式为加热带缠绕在管路上对管路加热，从而对流经管路中的气体加热。这就存在几个问题：①管道较细，加热带缠绕工序复杂不方便②加热带直接与金属接触，存在安全隐患③加热带多层覆盖缠绕，局部温度高，易烧毁④由于载气持续流动，经过管路后的温度呈现不规律形式不能保证持续一致，这就导致前躯体活性降低，影响反应效率。前驱体源这种加热方法需要其反复的进行反应气体的开关(如要生成10纳米的薄膜，大约需要反复开关100次)和使用前驱体气源，容易形成管路的气体残余和聚积(特别是在管路上低温的点上)。而且传统的方法只对前驱体加热，由于反应重复速度快，气源的温度没有办法保证，从而造成降低前驱体活性，并且易造成管道的堆积，会周期性的产生颗粒问题。管路中高温载气分子少，不能很好的带出低饱和蒸汽压前驱体源分子，且易在管道上沉积颗粒，造成堵塞。另外，目前在薄膜沉积中，经过一定反应周期，需要进行气源更换和管路清洗。

发明内容

发明公开了一种新型的ALD设备前驱体源载气加热方法，用以解决现有技术中由于对传输管道加热带进行加热方式，其反复的进行反应气体的开关，使反应气体温度降低不可控，随着反应的进行造成前驱体活性降低影响反应进程，并且易造成管道颗粒堆积问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种新型的ALD设备前驱体源载气加热方法，包括质量流量计、进气管路、前驱体体源瓶、反应前躯体、出气管路、反应腔，所述的前驱体源载气加热方法还包括快速响应阀、热交换器。

进一步的，所述的快速响应阀一个设置于进气管路上，另一个设置于出气口管路。

进一步的，所述的进气载气加热组件设置在质量流量计与快速响应阀之间，并与口气管路连接；所述的出气载气加热组件设置在进气管路与出气管路接口处的上端。

进一步的，所述的热交换器(8)与热交换器(9)为LINTEC HX-0100C。

进一步的，所述出气管路(5)与进气管路(2)在前驱体体源瓶(3)的上部连接；出气管路(5)一端通入前躯体源瓶(3)中；另一端经过热交换器(9)经过快速响应阀(7)通向反应腔(6)。

进一步的，所述的出气管路(5)通入前躯体源瓶(3)的长度为距瓶口1/3。

进一步的，所述热交换器(8)设定温度为170度。

进一步的，所述热交换器(9)设定温度为170度。

进一步的，所述管路各处的连接均为密封方式连接，管路各处使用焊接密封，源瓶处采用VCR垫片与管道锁死密闭连接,防止其他的气体进入气源瓶。。

进一步的，所述进气管路(2)中通入的载气为惰性气体(N2)。

本发明有益效果：