蒸气压稳定的MO源装置及蒸气压稳定的MO源供给方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种蒸气压稳定的MO源装置及蒸气压稳定的MO源供给方法。所述蒸气压稳定的MO源装置包括：第一MO源供给单元，用于以固态MO源向所述第二MO源供给单元补充MO源蒸气；第二MO源供给单元，用于以MO源溶液向外延生长设备内提供MO源蒸气；载气缓冲单元，至少用于使自第二MO源供给单元输出的载气中携带的溶剂与载气分离；控制单元，与所述第一MO源供给单元、第二MO源供给单元、载气缓冲单元连接，并至少用于调节所述第一MO源供给单元、第二MO源供给单元、载气缓冲单元的工作状。本发明专利技术提供的蒸气压稳定的MO源装置，可以弥补MO源溶液中固态MO源的消耗，维持MO源溶液中的蒸气压稳定，进而提高外延生长工艺稳定性。进而提高外延生长工艺稳定性。进而提高外延生长工艺稳定性。

【技术实现步骤摘要】
蒸气压稳定的MO源装置及蒸气压稳定的MO源供给方法


[0001]本专利技术特别涉及一种蒸气压稳定的MO源装置及蒸气压稳定的MO源供给方法，属于半导体生长


技术介绍

[0002]金属有机化合物(MO源)是金属有机化学气相沉积(MOCVD)等技术外延生长光电子材料的重要原料，MO源材料的质量和稳定性对外延生长质量影响是一个不可忽视的重要因素，尤其当使用固态MO源时，随着外延生长的进行固态源的表面积减少，同时沟流现象加剧，造成固态源的饱和蒸气压不稳定，另外，载气携带固态源至传送系统中难以被载气气流接近的区域，致使反应室中流入的固态源持续稳定性差，特别在使用末期更加难以控制，致使外延层中组分不均匀，影响外延生长工艺的稳定性，降低外延生长质量，导致更换源周期减短，造成源浪费，降低机台生长镓动率。
[0003]目前广泛采用的TMIn源和Cp2Mg源室温下为固态；CN13072C公开了一种溶液镁源的制备方法，通过席夫碱液化Cp2Mg制备固态Cp2Mg源溶液。TW2034253A公开了通过固态TMIn溶解到烃溶剂制备固态TMIn源溶液；文献Journal of Crystal Growth 124(1992)，Journal of Electronic Materials，30(2001)等报道固态TMIn源溶液和Cp2Mg源溶液应用于MOCVD外延生长III
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V族半导体材料，鉴于固态前躯体源溶液更稳定的提取效率，国内市场开始使用固态TMIn源溶液和Cp2Mg源溶液，随着产能提升的需求，气相沉积设备反应腔尺寸越来越大，需要更大的工艺流量设置，固态前躯体溶液存在溶剂被吹出源瓶进入沉积设备管道，甚至被携带进入反应室的风险，造成机台管道、反应室污染和沉积薄膜质量报废。
[0004]虽然固态源溶液具有更稳定的蒸气压和提取效率，但固态源溶液的稳定状态是一种固态源和饱和源溶液的一种平衡(如附图1所示)，随着载气不断携带源蒸气，固态源不断消耗，随着长期使用出现蒸气压降低，溶液源使用末期更加不稳定。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种蒸气压稳定的MO源装置及蒸气压稳定的MO源供给方法，从而克服现有技术中的不足。
[0006]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0007]本专利技术实施例提供了一种蒸气压稳定的MO源装置，其特征在于，包括：
[0008]第一MO源供给单元，至少用于以固态MO源向所述第二MO源供给单元补充MO源蒸气，以使所述第二MO源供给单元中的MO源蒸气压保持在选定范围内；
[0009]第二MO源供给单元，与所述第一MO源供给单元连接，并至少用于以MO源溶液向外延生长设备内提供MO源蒸气；
[0010]载气缓冲单元，与所述第二MO源供给单元连接，并至少用于使自第二MO源供给单元输出的载气中携带的溶剂与载气分离，且使所述溶剂被截留在所述载气缓冲单元中；
[0011]控制单元，与所述第一MO源供给单元、第二MO源供给单元、载气缓冲单元连接，并
至少用于调节所述第一MO源供给单元、第二MO源供给单元、载气缓冲单元的工作状态；
[0012]所述第一MO源供给单元能够依次与第二MO源供给单元、外延生长设备连通而形成第一MO源输送线路，以及，所述第一MO源供给单元能够依次与第二MO源供给单元、载气缓冲单元、外延生长设备连通而形成第二MO源输送线路。
[0013]在一些具体的实施方式中，当第二MO源供给单元的出气流量＝第二MO源供给单元的进气流量时，所述第一MO源供给单元能够依次与第二MO源供给单元、外延生长设备连通而形成第一MO源输送线路；
[0014]当第二MO源供给单元的出气流量＞第二MO源供给单元的进气流量时，所述第一MO源供给单元能够依次与第二MO源供给单元、载气缓冲单元、外延生长设备连通而形成第二MO源输送线路。
[0015]在一些具体的实施方式中，所述第一MO源供给单元经第二进气管与第二MO源供给单元相连通，所述第二进气管上设置有第三质量流量控制器，所述第三质量流量控制器至少用于监测所述第二进气管内的进气流量；
[0016]所述第二MO源供给单元经第二出气管与外延生长设备相连通，所述第二出气管包括依次连接并导通的第一管段、第二管段和第三管段，所述第一管段与所述第二MO源供给单元相连通，所述第三管段能够与外延生长设备相连通，所述第一管段上设置有第四质量流量控制器，所述第四质量流量控制器至少用于监测所述第一管段内的出气流量；
[0017]所述载气缓冲单元分别经第三进气管、第三出气管与所述第二出气管的第二管段相连通，所述第三进气管还设置有第五控制阀，所述第三出气管上还设置有沿载气输送方向依次设置的第六质量流量控制器、第六控制阀，所述第六质量流量控制器至少用于监测所述第三出气管内的出气流量，所述第二管段上还设置有第七控制阀，所述第七控制阀设置在所述第二出气管与第三进气管、第三出气管的连接处之间；
[0018]所述控制单元分别与所述第三质量流量控制器、第四质量流量控制器、第五控制阀第六质量流量控制器、第六控制阀连接。
[0019]在一些具体的实施方式中，所述第一MO源供给单元包括至少一固态MO源容置机构，所述固态MO源容置机构包括第一容器，所述第一容器具有用于容置固态MO源的第一腔室，所述第一腔室分别与第一进气管、第一出气管相连通。
[0020]在一些具体的实施方式中，所述第一进气管的一端设置在所述第一腔室的顶部区域，所述第一出气管的一端设置在所述第一腔室的底部区域。
[0021]在一些具体的实施方式中，所述第一MO源供给单元包括多个固态MO源容置机构，多个所述固态MO源容置机构组合形成多个固态MO源容置机构组，
[0022]多个固态MO源容置机构组之间依次串连后与第二MO源供给单元相连，或者，多个固态MO源容置机构组彼此独立设置，每一固态MO源容置机构组独立地与第二MO源供给单元相连，或者，每一固态MO源容置机构组独立地与第二MO源供给单元相连，同时，多个固态MO源容置机构组之间相连通；其中，每一固态MO源容置机构组包括一个或多个固态MO源容置机构，同一固态MO源容置机构组内的多个固态MO源容置机构之间依次串连后与另一固态MO源容置机构组相连，或者，同一固态MO源容置机构组内的多个固态MO源容置机构独立地与另一固态MO源容置机构组相连；或者，同一固态MO源容置机构组内的多个固态MO源容置机构独立地与另一固态MO源容置机构组相连，同时，同一固态MO源容置机构组内的多个固态
MO源容置机构之间还相连通。
[0023]在一些具体的实施方式中，所述第二MO源供给单元包括至少一MO源溶液容置机构，所述MO源溶液容置机构包括第二容器，所述第二容器具有用于容置溶剂或MO源溶液的第二腔室，所述第二腔室分别与所述第二进气管、第二出气管相连通，其中至少一第二进气管还与一第一出气管相连通。
[0024]在一些具体的实施方式中，所述第二进气管的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒸气压稳定的MO源装置，其特征在于，包括：第一MO源供给单元，至少用于以固态MO源向所述第二MO源供给单元补充MO源蒸气，以使所述第二MO源供给单元中的MO源蒸气压保持在选定范围内；第二MO源供给单元，与所述第一MO源供给单元连接，并至少用于以MO源溶液向外延生长设备内提供MO源蒸气；载气缓冲单元，与所述第二MO源供给单元连接，并至少用于使自第二MO源供给单元输出的载气中携带的溶剂与载气分离，且使所述溶剂被截留在所述载气缓冲单元中；控制单元，与所述第一MO源供给单元、第二MO源供给单元、载气缓冲单元连接，并至少用于调节所述第一MO源供给单元、第二MO源供给单元、载气缓冲单元的工作状态；所述第一MO源供给单元能够依次与第二MO源供给单元、外延生长设备连通而形成第一MO源输送线路，以及，所述第一MO源供给单元能够依次与第二MO源供给单元、载气缓冲单元、外延生长设备连通而形成第二MO源输送线路。2.根据权利要求1所述的蒸气压稳定的MO源装置，其特征在于：当第二MO源供给单元的出气流量＝第二MO源供给单元的进气流量时，所述第一MO源供给单元能够依次与第二MO源供给单元、外延生长设备连通而形成第一MO源输送线路；当第二MO源供给单元的出气流量＞第二MO源供给单元的进气流量时，所述第一MO源供给单元能够依次与第二MO源供给单元、载气缓冲单元、外延生长设备连通而形成第二MO源输送线路。3.根据权利要求1或2所述的蒸气压稳定的MO源装置，其特征在于：所述第一MO源供给单元经第二进气管(11)与第二MO源供给单元相连通，所述第二进气管(11)上设置有第三质量流量控制器(13)，所述第三质量流量控制器(13)至少用于监测所述第二进气管(11)内的进气流量；所述第二MO源供给单元经第二出气管(12)与外延生长设备相连通，所述第二出气管(12)包括依次连接并导通的第一管段、第二管段和第三管段，所述第一管段与所述第二MO源供给单元相连通，所述第三管段能够与外延生长设备相连通，所述第一管段上设置有第四质量流量控制器(14)，所述第四质量流量控制器(14)至少用于监测所述第一管段内的出气流量；所述载气缓冲单元分别经第三进气管(21)、第三出气管(22)与所述第二出气管(12)的第二管段相连通，所述第三进气管(21)还设置有第五控制阀(19)，所述第三出气管(22)上还设置有沿载气输送方向依次设置的第六质量流量控制器(24)、第六控制阀(20)，所述第六质量流量控制器(24)至少用于监测所述第三出气管(22)内的出气流量，所述第二管段上还设置有第七控制阀(26)，所述第七控制阀(26)设置在所述第二出气管(12)与第三进气管(21)、第三出气管(22)的连接处之间；所述控制单元分别与所述第三质量流量控制器(13)、第四质量流量控制器(14)、第五控制阀(19)第六质量流量控制器(24)、第六控制阀(20)连接。4.根据权利要求3所述的蒸气压稳定的MO源装置，其特征在于：所述第一MO源供给单元包括至少一固态MO源容置机构，所述固态MO源容置机构包括第一容器(1)，所述第一容器(1)具有用于容置固态MO源的第一腔室，所述第一腔室分别与第一进气管(2)、第一出气管(3)相连通；
和/或，所述第一进气管(2)的一端设置在所述第一腔室的顶部区域，所述第一出气管(3)的一端设置在所述第一腔室的底部区域；和/或，所述第一MO源供给单元包括多个固态MO源容置机构，多个所述固态MO源容置机构组合形成多个固态MO源容置机构组，多个固态MO源容置机构组之间依次串连后与第二MO源供给单元相连，或者，多个固态MO源容置机构组彼此独立设置，每一固态MO源容置机构组独立地与第二MO源供给单元相连，或者，每一固态MO源容置机构组独立地与第二MO源供给单元相连，同时，多个固态MO源容置机构组之间相连通；其中，每一固态MO源容置机构组包括一个或多个固态MO源容置机构，同一固态MO源容置机构组内的多个固态MO源容置机构之间依次串连后与另一固态MO源容置机构组相连，或者，同一固态MO源容置机构组内的多个固态MO源容置机构独立地与另一固态MO源容置机构组相连；或者，同一固态MO源容置机构组内的多个固态MO源容置机构独立地与另一固态MO源容置机构组相连，同时，同一固态MO源容置机构组内的多个固态MO源容置机构之间还相连通。5.根据权利要求3所述的蒸气压稳定的MO源装置，其特征在于：所述第二MO源...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫其昂，王国斌，周溯沅，
申请(专利权)人：江苏第三代半导体研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：