输送装置制造方法及图纸

提供了用于将汽相中的固态前体化合物输送到反应器的输送装置。所述装置包括其上放置了一层填充材料的固态前体化合物的前体组合物。还提供了传输充满了用于输送入所述ＣＶＤ反应器中的前体化合物的运载气体的方法。

【技术实现步骤摘要】
输送装置
本专利技术一般涉及用于汽相沉积设备的蒸汽发生器系统。具体地说，本专利技术涉及为满足汽相外延和其它化学汽相沉积设备的要求而设计的蒸汽发生器系统。
技术介绍
包括具有不同组成和厚度(从几分之一微米至几微米)的不同单晶层的第III-V族化合物半导体材料用于制造许多电子和光电子装置，如激光器、LEDS和光电探测器。使用有机金属化合物的化学汽相沉积(CVD)法通常用于沉积金属薄膜或半导体薄膜，如第III-V族化合物膜。这些有机金属化合物可以是液态的或固态的。在CVD法中，通常将活性气体流输送到反应器中以沉积所需的膜。所述活性气体流通常由充满了前体化合物蒸汽的运载气体如氢气组成。当所述前体化合物是液体时，通常通过在输送装置(即，起泡器)中使运载气体通入(即，鼓泡进入)所述液态前体化合物来得到活性气体流。通常，固态前体置于圆柱形器皿或容器中，并在恒定的温度下蒸发所述固态前体。使用运载气体来获取前体化合物蒸汽并将其传输到沉积系统中。当用在常规的起泡器型前体输送器中时，大多数的固态前体显示较差的、不稳定的输送率。这些常规的起泡器会导致所述前体蒸汽的流量不稳定、不均匀，尤其是在使用固态有机金属前体化合物的情况下。不均匀的有机金属蒸汽相浓度会对在金属有机蒸汽相外延(MOVPE)反应器中生长的膜(特别是半导体膜)的组成产生不利的影响。已经开发出了旨在解决将固态前体化合物输送到反应器中的问题的输送装置。虽然发现这些输送装置中的一些能提供均匀的流量，但是它们不能提供持续高浓度的前体材料。无法以持续的高浓度从固态前体中稳定地供给进料蒸汽对(尤其是半导体装置的制造中的)该设备的用户而言是一个问题。前体流量的不稳定可能是由许多因素造成的，这些因素包括：产生蒸发的化学物质的总表面积逐渐减小，形成穿过固态前体化合物的通路以及前体固态材料升华到难以或无法与运载气体-->有效接触的输送系统的部件上。当通过固态前体化合物层的通路扩展时，所述运载气体优先流过该通路，而不是前体化合物层，导致运载气体与前体化合物的接触减少。该通路的形成导致固态前体化合物的蒸汽相浓度的下降，并造成未使用的固态前体化合物残留在输送装置中。运载气体的流量越高，前体化合物向汽相反应器的传输速率越高。要在较短的时间内生成较厚的膜，就需要这样的较高流量。例如，在一些应用中，生长速率从2.5μm/小时增加到10μm/小时。通常，使用较高的运载气体流量(含有固态前体化合物)对于在气相中保持前体化合物的稳定的浓度不利。因此，需要一种以比常规的固态前体输送系统所提供的流量更高的流量将汽相中的固态前体化合物输送到汽相反应器中的改进的系统。日本专利No.06-020051B(转让给Ube Industries公司)公开了一种通过将金属填料装入圆筒中并通过升华将有机金属化合物置于所述金属填料的表面上来向输送圆筒装填固态有机金属化合物的方法。将另一层的金属填料置于所述有机金属化合物上。该专利中公开的圆筒含有汲取管并具有有机金属化合物夹在两个金属填料层之间的三层系统，所述汲取管穿过上面的金属填料层和有机金属化合物层，直至下面的金属填料层。该方法不是没有问题，因为与高反应性有机金属化合物结合使用的一些金属填料增加了在原位产生有害的金属杂质的可能，所述杂质会与所需的有机金属化合物一起传输到汽相中。已知一些金属，如镍和铬，能增强第III族有机金属化合物的分解。常规的输送汽相中的固态前体化合物的方法不能适宜地在整个过程中提供均匀的和较高的前体蒸汽浓度，直至来自输送装置的固态前体化合物耗尽。仍需要改进的输送装置以及用于输送固态前体化合物蒸汽的方法，在这样的装置和方法中，来自输送装置的固态前体化合物被耗尽，并且固态前体化合物的蒸汽浓度保持均匀并具有足够高的浓度。
技术实现思路
已经发现，包括前体组合物(所述前体组合物包含固态前体化合物和一层置于所述固态前体化合物上的填充材料)的汽相输送装置能提供更始终如一的、稳定的浓度的汽相中的前体化合物，即使在高流量、低压、或者高流量与低压结合的条-->件下(与不含该填充材料的相同系统相比)。包括其上具有一层填充材料的固态前体化合物的该组合物特别适于与双腔输送装置一起使用。无需在其分解温度或接近其分解温度下加热所述固态前体化合物就能得到该始终如一的、稳定的浓度的汽相中的前体。本专利技术提供一种用于固态前体化合物的汽相输送装置，它包括输出腔和输入腔，所述输入腔含有前体组合物，该前体组合物包含固态前体化合物和一层置于所述固态前体化合物上的填充材料。在一个实施方式中，所述输送装置不含汲取管。“汲取管”用在具有单腔的圆筒中，它是引导运载气体通过前体化合物和将运载气体输送到前体化合物底部中的管，然后所述运载气体经过前体化合物上行。本专利技术还提供这样的输送装置，所述输送装置包括前体组合物，该前体组合物包含前体化合物和填充材料，其中，所述填充材料包括稳定剂。在一个实施方式中，所述固态前体化合物是有机金属化合物。本专利技术还提供一种沉积膜的方法，它包括：a)提供上述输送装置，其中，所述输送装置具有气体进口和气体出口；b)将运载气体通过所述气体进口引入所述输送装置中；c)使所述运载气体流过所述填充材料和固态前体化合物，以使所述运载气体基本上充满了所述前体化合物；d)使充满了所述前体化合物的运载气体通过所述气体出口离开输送装置；e)将充满了所述前体化合物的运载气体输送到内有基材的反应器中；以及f)将充满了所述前体化合物的运载气体置于足以分解所述前体化合物的条件下，以在所述基材上形成膜。附图说明图1是说明本专利技术的输送装置的截面图，该输送装置具有环形设计和圆锥形下部，并含有其上设置了一层填充材料的固态前体化合物如TMI。图2是说明本专利技术的输送装置的截面图，该输送装置具有非环形设计，并含有其上设置了一层填充材料的固态前体化合物。图3是说明本专利技术的输送装置的截面图，该输送装置具有非同心输入腔和输出腔，并含有其上设置了一层填充材料的固态前体化合物。图4是说明本专利技术的输送装置的截面图，该输送装置具有非环形设计和圆锥-->形下部，并含有其上设置了一层填充材料的固态前体化合物。图5是一输送装置的截面图，该输送装置包括前体组合物，所述前体组合物包含固态前体化合物和含有稳定剂的填充材料。具体实施方式除非本文中另有清楚地说明，本说明书中使用的以下缩写具有下述含义：℃＝摄氏度，sccm＝每分钟标准立方厘米，cm＝厘米，mm＝毫米，μm＝微米，g＝克，kPa＝千帕斯卡，PTFE＝聚四氟乙烯，HDPE＝高密度聚乙烯，TMI＝三甲基铟。不定冠词“一”包括单数和复数。“卤素”是指氟、氯、溴和碘，“卤代”是指氟代、氯代、溴代和碘代。同样地，“卤化的”是指氟化的、氯化的、溴化的和碘化的。“烷基”包括直链的、支链的和环状的烷基。本文中使用的术语“前体化合物”是指任何会提供用于在基材上生长膜的汽相浓度的组分的固态化合物。所有的数值范围可以以任何次序包括和组合，除非这些数值范围之和明确限定为100％。本专利技术的汽相发生器或输送装置设计为消除现有设计所表现出的较差的、不稳定的输送率，并解决现有设计无法使固态前体化合物完全、均匀的消耗的问题。各种各样的输送装置从本专利技术中受益。所述输送装置通常是双腔装置，它包括输出腔和输入腔，所述输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于固态前体化合物的汽相输送装置，它包括输出腔和输入腔，所述输入腔含有前体组合物，该前体组合物包含固态前体化合物和一层置于所述固态前体化合物上的填充材料。

【技术特征摘要】
US 2004-12-8 60/634,1361.一种用于固态前体化合物的汽相输送装置，它包括输出腔和输入腔，所述输入腔含有前体组合物，该前体组合物包含固态前体化合物和一层置于所述固态前体化合物上的填充材料。2.如权利要求1所述的汽相输送装置，其特征在于，所述固态前体化合物选自：三烷基铟化合物、三烷基铟-胺加合物、二烷基卤代铟化合物、烷基二卤代铟化合物、环戊二烯基铟、三烷基铟-三烷基胂加合物；三烷基铟-三烷基膦加合物、烷基卤化锌、环戊二烯基锌、乙基环戊二烯基锌、烷基二卤代铝化合物、铝烷-胺结合物、烷基二卤代镓化合物、二烷基卤代镓化合物、二环戊二烯基镁、硅化合物、锗化合物、四溴化碳、金属二烷基氨基金属和β-二酮金属。3.如权利要求1所述的汽相输送装置，其特征在于，所述填充材料选自陶瓷、玻璃、粘土和有机聚合物。4.如权利要求1所述的汽相输送装置，其特征在于，它具有细长的圆柱形部分、顶部封闭部分、底部封闭部分、以及呈流体连通并被多孔元件隔开的输入腔和输出腔，所述顶部封闭部分具有加料口塞和气体输入口，所述加料口塞和气体输入口与所述输入腔连通，输出口与所述输出腔连通，所述多孔元件与所述底部封闭部分隔开，所述多孔元件包含在所述输入腔的底面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：DV舍奈卡特克哈特，ML蒂蒙斯，CR马尔斯曼，E沃尔克，RL小迪卡罗，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]