用于制备纳米涂层粒子的流化床原子层沉积设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制备纳米涂层粒子的流化床原子层沉积设备，所述用于制备纳米涂层粒子的流化床原子层沉积设备通过采用原子层沉积法来能够将纳米级的层均匀地沉积于粒子上。
【背景技术】
[0002]原子层沉积法(ALD)技术具有与代表性的薄膜沉积技术的化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)相比优秀的优点。大部分的ALD工艺是可在400°C以下的低温工艺下进行，而可以以原子单位沉积薄膜，因此可以精确控制薄膜。并且，其杂质含量较低并几乎没有针孔。
[0003]现有ALD工艺主要被用于在栅极介电层、电容器介电层等中形成精密薄膜的工艺。但近来提出通过采用流化床原子层沉积法来能够对具有三维结构的各种纳米结构体进行纳米级的涂层(以下称为“纳米涂层”)方案。
[0004]对所述方案进行说明如下。向反应器注入被涂覆粒子，且通过向所述反应器供给前体及惰性气体来将反应物质涂于所述被涂覆粒子的表面。这时，为了防止被涂覆粒子的凝聚，反应器的内部具有搅拌器等搅拌设备。
[0005]但如上的现有方案虽然设置有搅拌器但具有被涂覆粒子没有充分浮游的问题。因此，产生难以在被涂覆粒子的表面上进行沉积均匀的膜，且和原来的目的不同无法防止被涂覆粒子的凝聚现象的问题。
【发明内容】
[0006]解决的技术问题
[0007]本发明实施例为提供流化床原子层沉积设备，该流化床原子层沉积设备通过采用在流化床反应器的内部形成湍流的振动栗来能够对在反应器内部的被涂覆粒子和反应气体产生持续振动流，从而在粒子上能够形成均匀的涂层膜。
[0008]技术方案
[0009]根据本发明的一方面，提供了一种流化床原子层沉积设备，其特征在于，包括:流化床反应器，其内部注入被涂覆粒子；反应物供给单元，其向所述流化床反应器的内部供给反应气体，该反应气体用于对所述被涂覆粒子进行涂层；及振动栗，结合于所述流化床反应器使得将所述反应气体能够通过所述振动栗，其通过向所述反应气体施加有规则的振动来在所述流化床反应器的内部形成湍流。
[0010]这时，所述振动栗可以为隔膜栗或薄膜栗。
[0011]并且，所述振动栗可包括:隔膜，其通过膨胀及收缩来吸收或排出流体；活塞，其设置于所述隔膜；及驱动器，其用于驱动所述活塞。
[0012]并且，所述反应物供给单元可包括:第一前体供给单元，其供给通过与所述被涂覆粒子的表面进行反应来化学吸附于所述被涂覆粒子的第一前体；及第二前体供给单元，其供给通过与所述第一前体进行反应来化学吸附于所述第一前体的第二前体。
[0013]并且，所述流化床原子层沉积设备可包括:惰性气体供给单元，其用于通过向所述流化床反应器供给惰性气体来清除过度供给的第一前体或第二前体。
[0014]这时，所述惰性气体供给单元可包括:流量调节器，其用于调节惰性气体的流量。
[0015]并且，所述流化床原子层沉积设备还可包括:真空单元，其用于将所述流化床反应器的内部维持为真空状态。
[0016]并且，所述第一前体供给单元、第二前体供给单元及真空单元可并联于所述流化床反应器。
[0017]并且，所述流化床反应器的下部可配置有透气支撑体，该透气支撑体选择性的只透过气体。
[0018]发明的效果
[0019]本发明实施例通过采用在流化床反应器的内部形成湍流的振动栗，而能够对在反应器内部的被涂覆粒子和反应气体产生持续的振动流。
[0020]因此能够防止被涂覆粒子之间的凝聚而使得所述粒子更有效的浮游于反应器内，从而能够将被涂覆粒子表面更有效的露出于反应物质。因此，可以产生具有均匀的涂层膜的纳米粒子。
【附图说明】
[0021]图1为简要示出根据本发明一实施例的流化床原子层沉积设备的图。
[0022]图2为简要示出图1中的振动栗的一例的图。
[0023]图3为图1中的流化床反应器内部的压力分布图和现有压力分布图的比较图表。
[0024]附图标记的说明
[0025]P:被涂覆粒子100:流化床原子层沉积设备
[0026]110:流化床反应器 111:入口部
[0027]113:透气支撑体120:反应物供给单元
[0028]121:第一前体供给单元121a:第一容纳部
[0029]121b:第一供给通道 123:第二前体供给单元
[0030]123a:第二容纳部 123b:第二供给通道
[0031]130:振动栗131:隔膜
[0032]132:活塞133:驱动器
[0033]134:栗体134a:吸收单元
[0034]134b:排出单元140:惰性气体供给单元
[0035]141:第三容纳部143:第三供给通道
[0036]145:流量调节器150:真空单元
[0037]151:真空栗152:真空管路
[0038]160:控制单元
【具体实施方式】
[0039]在下面，将参考附图对本发明的实施例进行详细地说明。
[0040]图1为简要示出根据本发明一实施例的流化床原子层沉积设备100的图。
[0041]流化床原子层沉积设备100可包括流化床反应器110 ;反应物供给单元120，向流化床反应器110的内部供给反应气体；振动栗130，通过连接于流化床反应器110来在流化床反应器110的内部形成湍流。
[0042]向流化床反应器110的内部注入被涂覆粒子P。在此，被涂覆粒子P是指在表面上进行涂层的粒子。被涂覆粒子P的种类没有特定限制，且例如其可以为碳、Pt、Au、N1、硅胶等的粒子。被涂覆粒子P的大小可以为纳米级至微米级。被涂覆粒子P在流化床反应器110内浮游且通过与反应物质进行反应在表面上形成涂层膜。
[0043]流化床反应器110的形态没有特定限制，且例如其可以为圆柱形。形成流化床反应器110的材质也是没有特定限制，且例如流化床反应器110可以由如不锈钢等的具有耐腐蚀性、耐热性及导热性的合金形成。
[0044]流化床反应器110的上部可配置有能够开闭地结合的入口部111。入口部111通过铰链结合等的方法来可结合于流化床反应器110的上部。
[0045]在流化床反应器110的下部可形成有透气支撑体113，该透气支撑体113起在下部支撑流化床反应器110的作用。并且该透气支撑体113起防止粒子的透过而选择性的只透过气体的作用。因此在流化床反应器110内部的被涂覆粒子P不能泄漏至流化床反应器110的外部，且从反应物供给单元120供给的反应气体可供给至流化床反应器110的内部。例如，透气支撑体113可通过采用多孔性薄膜等来形成。并且透气支撑体113以一定的周期可交替。
[0046]反应物供给单元120将反应气体供给至流化床反应器110的内部。在此，反应气体是指通过与被涂覆粒子P进行反应来在被涂覆粒子P的表面上形成涂层膜的物质。反应气体的种类没有特定限制，且例如其可以为Pt、Pd、Ti02、A1203、ZnO、Si02等的前体物质。
[0047]反应物供给单元120可以形成为多个，使得供给分别不同的前体。如图1所示，例如，反应物供给单元120可包括第一前体供给单元121和第二前体供给单元123。根据需要还可以包括更多的前体供给单元，但为了说明的方便，在本说明书中以包括两个前体供给单元121、123的情况为中心进行说明。
[0048]第一前体供给单元121向流化床反应器110供给化学吸附于被涂覆粒子P的第一前体。第一前体供给单元121可包括第一容纳部121a，其容纳第一前体；第一供给通道121b，其从第一容纳部121a连接到流化床反应器110。在第一供给通道121b上可以形成有用于开闭通道的阀(未标记)。
[0049]第二前体供给单元123向流化床反应器110供给化学吸附于第一前体的第二前体。第二前体供给单元123可包括第二容纳部123a，其容纳第二前体；第二供给通道123b，其从第二容纳部123a连接到流化床反应器110。在第二供给通道123b与第一供给通道121b —样可以形成有阀(未标记)。
[0050]振动栗130结合而配置为于流化床反应器110的下部。这时，从反应物供给单元120供给的反应气体形成为通过振动栗130。例如，反应物供给单元120的第一、二供给通道121b、123b连接于振动栗130。因此，反应气体流入到振动栗130而通过振动栗130的振动来可以以规则的振动而流出。
[0051]如上所述，振动栗130向供给至流化床反应器110的反应气体施加有规则的振动，从而在流化床反应器110的内部形成湍流。因此，注入于流化床反应器110内部的被涂覆粒子P通过所述湍流可以在流化床反应器110的内部持续浮游。这就意味着被涂覆粒子P可更有效的被露出于反应气体。
[0052]振动栗130可以为向反应气体能够施加振动的隔膜栗或薄膜栗。针对于此，图2简要示出了根据图1中的振动栗130的一例的示意图。但振动栗130不局限于图2中所示出的形态。
[0053]图2作为振动栗130—例示出了隔膜栗形态。振动栗130包括隔膜131，其通过膨胀和收缩来产生吸收力和排出力；活塞132，其设置于隔膜131上；及驱动器133，其驱动活塞132。所述组成位于栗体