用于运送化学前体的蒸发源以及使用所述蒸发源的用于运送所述化学前体的蒸发方法_2

文档序号:9203903阅读:来源:国知局
与蒸发的前体一起通 过连接到主管的出口的出口管被抽取。沿横向于主管的侧表面的方向、优选地沿垂直于主 管的侧表面的方向对齐地进行载气向主管的引入和从主管的抽取。
[0027] 因此,通过作为本发明的目标的方法,避免前体的固体粒子被载气夹带到基质,从 而改变前体在基质上的沉积,此外,避免被载气夹带的固体粒子阻塞管件从而损坏管件并 影响沉积,正如在现有技术的方法中出现的那样。此外,借助入口管和出口管的这种布置, 由于通过文丘里效应产生的压差,前体的蒸发得到促进。
[0028] 通过本发明的蒸发源和方法,可以证实蒸发的前体的运送量较高,接近100%,而 固态前体的运送几乎完全消失,这证实了本发明的效益。
【附图说明】
[0029] 为了使本发明更容易理解,下文中,参照一系列附图,以说明而非限制的方式对本 发明的实施例进行说明,附图中:
[0030] 图Ia是现有技术中存在的用于运送化学前体的蒸发源的透视图。图Ib是图Ia 的蒸发源的平面图。图Ic是图Ia和图Ib的蒸发源的侧视图。
[0031] 图2a是作为本发明的目标的用于运送化学前体的蒸发源的实施例的透视图。图 2b是图2a的蒸发源的平面图。图2c是图2a和图2b的蒸发源的侧视图。
[0032] 图3a是作为本发明的目标的用于运送化学前体的蒸发源的可替代实施例的剖切 透视图。图3b是平面图。图3c是图3a和图3b的蒸发源的侧剖视图。
[0033] 图4a是作为本发明的目标的用于运送化学前体的蒸发源的另一个不同实施例的 剖切透视图。图4b是平面图。图4c是图4a和图4b的蒸发源的横截面图。
[0034] 在这些附图中,对一组元件提供附图标记,其中:
[0035] 1.主管
[0036] 2.主管的盖
[0037] 3.主管的下部部分
[0038] 4.主管的上部部分
[0039] 5.主管的进口
[0040] 6.主管的出口
[0041] 7.主管的侧表面
[0042] 8.加热部件
[0043] 9.载气进口管
[0044] 10.载气出口管
[0045] 11.主管的进口和出口的连接管
[0046] 12.连接管的开口
[0047] 13.主管的分离元件
[0048] 14.分离元件的凹陷或孔
【具体实施方式】
[0049] 本发明的目标在于一种用于将化学前体运送到化学前体通过凝结而沉积在其上 的基质的蒸发源。
[0050] 正如可以在图中观察到的,作为本发明的目标的蒸发源由中空主管1形成,该中 空主管带有下部和上部可拆卸盖2,以提供进入容置有前体的中空主管的内部的进出口。
[0051] 特别地,主管1由金属材料制成,所述金属材料可以是不锈钢、铜、钛或多种所述 材料的组合。此外,可以存在由合金制成的涂层,所述合金例如是镍、钒、钼、铬或所述这些 元素的组合的合金。
[0052] 主管被分为上部部分4和在其中容置有前体的下部部分3。
[0053] 在上部部分4中,布置有进口 5和出口 6,载气进口管9通过所述进口连接到主管 1的内部,载气出口管10通过所述出口连接到主管1的内部。特别地,载气进口管9和载 气出口管10可以直接连接到主管1、分别连接到进口 5和出口 6,或者通过诸如螺纹连接、 焊接或使用事先与主管1的进口 5和出口 6接合的中间连接件这样的不同方式与主管1接 合。
[0054] 加热部件8被连接到主管1的侧表面7,并使前体蒸发。
[0055] 特别地,如前所述,加热部件8可以由布置成已围绕主管1盘绕或插入主管中的电 阻器形成。可替代地,加热部件8可以由布置在主管1外的至少一个加热灯组成。
[0056] 为了控制主管1的内部中和外部上的温度,可以使用布置在主管的内部中和外部 上的测量仪器(例如热电偶)。
[0057] 在本发明中,主管1的进口 5和出口 6布置在主管的侧表面上,彼此相对,并沿横 向穿过主管1的侧表面7的公共线对齐。优选地,如图所示,进口 5和出口 6被布置成沿垂 直于主管1的侧表面7布置的公共线对齐。
[0058] 如前所述,对于用于载气的进口 5和出口 6之间的连接,存在不同的可替代例。
[0059] 根据这些可替代例中的一个,载气进口管9连接到主管1的进口 5,载气出口管10 连接到主管1的出口 6,并且在所述主管1的内部,在进口 5和出口 6之间不存在物理连通, 气体直接经过主管1的内部从进口 5流到出口 6。因此,载气进口管9和载气出口管10被 固定到主管1的外表面,所述主管1的内部是中空的。所述实施例在图2a、图2b和图2c中 示出。
[0060] 可替代地,主管1的进口 5和出口 6可以通过直的贯穿连接管11贯穿主管的内部 相连,所述直的贯穿连接管在与主管1共用的区域中具有至少一个开口 12或多个凹陷。以 这种方式,流动继续尽可能是层流,并且夹带最大数量的蒸发的前体。所述实施例在图3a、 图3b和图3c中示出。
[0061] 根据不同的可替代例,蒸发源在主管1的内部具有呈板状或片材状的分离元件 13, 该分离元件分离主管的下部部分3和上部部分4。所述分离元件13具有凹陷或孔14。 因此,在主管1的上部部分4存在隔离的区域,在所述隔离的区域中载气进口管9和载气出 口管10被布置成固定到所述主管1的外表面。蒸发的前体经过分离元件13的凹陷或孔 14, 到达载体流或夹带流。
[0062] 使用所述分离元件13的优点在于,尽管前体材料中的一部分在没有被蒸发时保 持为固态,并且尽管由载气制造的流动可能夹带这种固态前体,所述固态前体被用作安全 元件的分离元件13保留。此外,所述分离元件13保证载气流处于层流态而不是湍流,因此 造成较低的热损失和运送损失。这使得加热和夹带过程更为有效。
[0063] 图4a、图4b和图4c示出了本发明的蒸发源的一个特定实施例,所述蒸发源具有带 有至少一个开口 12的直的贯穿连接管11,以及主管内部的分离元件13。
[0064] 接下来,将对作为本发明的目标的蒸发源的优选实施例进行说明。
[0065] 使用中空不锈钢管作为主管1,该主管的高度为100毫米,并在端部具有DN25直径 的盖2。
[0066] 围绕主管1,布置有盘绕的电阻器以提供热量。使用I. 5kW/m的电阻器,该电阻器 允许达到高于700°C的最大温度。
[0067] 尽管主管也可以被制造为不带有隔热体,优选地,主管1通过隔热材料隔热,以避 免温度波动。隔热材料可以由以陶瓷纤维为基、被铝套筒包围的材料组成,或者由用于主管 1且被套筒包围(对该套筒施加以真空作用,以避免热传导所产生的损失)的低辐射率材料 组成,或者由耐火陶瓷材料组成。
[0068] 在主管1的上部部分4中,布置有进口 5和出口 6,进口和出口均在一直线上,所述 直线横向于主管1,与主管形成一定角度,该角度优选地是直角。
[0069] 传统地,在进口 5中连接载气进口管9,在出口 6中连接载气出口管10。尽管可以 使用其他直径或构造,载气进口管9和载气出口管10均由抛光不锈钢制成,并具有3/8英 寸的直径。传统地,围绕所述载气进口管9和载气出口管10,布置有盘绕的电阻器以提供热 量。使用I. 5kW/m的电阻器,该电阻器允许达到高于700°C的最大温度。
[0070] 通过围绕载气进口管9和载气出口管10布置隔热体,温度的波动得到避免。所述 隔热体由被铝套筒包围的陶瓷纤维制成。
[0071] 此外,在竖直管的内部中和外部上、以及在载气进口管9和载气出口管10的内部 中和外部上放置测量仪器(例如热电偶),以全时控制温度。
[0072] 本发明的另一个目标在于提出一种使用前述蒸发源的用于运送化学前体的蒸发 方法。
[0073] 为了进行所述方法,首先,待蒸发的前体被放置在蒸发源的主管1的下部部分3 中,所述前体通过主管1的加热部件8加热,直到所述前体被成功地蒸发。
[0074] 载气通过连接到主管1的进口 5的载气进口管9引入到主管1的内部,并与蒸发 的前体一起通过连接到出
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