[实用新型]一种固体前驱体升华装置

说明书

本实用新型属于沉积设备技术领域，公开一种固体前驱体升华装置。包括卧式圆柱容器，该容器的两端设有流体入口和流体出口，容器内沿其轴心线设有空心转轴并从流体入口延伸出来，空心转轴在伸出流体入口之后设有进气口，空心转轴在流体入口内的部位开设有气孔；空心转轴在伸出流体入口之后连接有电机；容器内空心转轴上同心均匀连接有若干个盘状件，盘状件直径＜容器内直径，盘状件上均匀开设有流体通孔，盘状件上避开流体通孔涂覆有固态前驱体；容器外部设有加热单元，所述加热单元包括加热器以及与其连接的温度调节器。本实用新型提高了载气饱和度，保证了固态前驱体蒸汽在载气中的浓度稳定。

技术领域

本实用新型属于原子层沉积设备技术领域，具体涉及一种固体前驱体升华装置。

背景技术

原子层沉积技术（Atomic Layer Deposition）是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。当前驱体达到沉积基体表面，它们会在表面化学吸附并产生表面反应。在前驱体脉冲之间用惰性气体对原子层沉积反应器进行清洗。原子层沉积固体前驱体，需要首先在升华装置里蒸发成气体，然后使用惰性载气将反应气体带入沉积室内。

目前，已经开发出用于半导体制造工艺的固态前体材料升华的技术，固体升华装置用于生产固体蒸汽（Solid Vapor）供沉积用。现有工业用固态前体升华器，将固态前体放置在容器隔室内部。将隔室加热到高温，并将惰性载气引入隔室，以便将升华的气相运送到沉积室用于薄膜沉积。但这种升华器可能造成载气与蒸汽接触时间短混合不均匀，载气不饱和或者前体蒸汽在载气中的浓度不稳定，沉积后期载入沉积室的前驱体剂量较少，进而不能完全吸附基体表面，造成薄膜缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在提供一种固体前驱体升华装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种固体前驱体升华装置，包括卧式圆柱容器，该容器的两端设有流体入口和流体出口，容器内沿其轴心线设有空心转轴并从流体入口延伸出来，空心转轴在伸出流体入口之后设有进气口，空心转轴在流体入口内的部位开设有气孔；空心转轴在伸出流体入口之后连接有电机；

容器内空心转轴上同心均匀连接有若干个盘状件，盘状件直径＜容器内直径，盘状件上均匀开设有流体通孔，盘状件上避开流体通孔涂覆有固态前驱体；

容器外部设有加热单元，所述加热单元包括加热器以及与其连接的温度调节器。

较好地，在上述技术方案基础上，为了进一步增加载气的饱和度，容器内在位于流体出口、距离流体出口最近的盘状件之间的空心转轴上同心连接有扇叶，盘状件直径＜扇叶直径＜容器内直径。空心转轴上连接扇叶，电机驱动空心转轴旋转带动扇叶转动，扇叶对流体起到搅拌的作用，且能将部分流体回吹，回吹的流体再次与盘状件上的固态前驱体升华蒸汽混合，增加载气的饱和度。

较好地，在上述技术方案基础上，为了进一步增加载气与固体前驱体蒸汽的接触时间，容器内在位于流体出口、距离流体出口最近的盘状件之间的空心转轴上同心连接有尾盘，盘状件直径＜尾盘直径＜容器内直径，尾盘上不设置流体通孔。空心转轴上连接尾盘，电机驱动空心转轴带动尾盘转动，尾盘不设置流体通孔，混合后的流体流至尾盘，只能从尾盘与容器内壁间缝隙流动，流体最终流至流体出口。

较好地，在尾盘和距离流体出口最近的盘状件之间设有扇叶，盘状件直径＜扇叶直径≤尾盘直径＜容器内直径。

较好地，所述加热器为若干个串联的加热棒，这些加热棒平行于容器轴心线均匀固定在容器外周，串联的加热棒引出一条导线与温度调节器相连。温度调节器用于测量加热器的温度并控制加热器的加热温度，加热温度视待升华的固态前驱体材料来定。

较好地，空心转轴与流体入口的相连部位设有磁流体密封装置，保证容器的密封效果。