专利名称：蒸发器的制作方法
技术领域：
本公开总体上涉及固态前体输送组件，并且更具体地涉及具有分开的室的固态前体输送组件和相关方法，该分开的室用于改善所述固态前体输送组件内的载流气体饱和度。
背景技术：
这个部分提供与本公开有关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。在半导体工业中，经常通过沉积工艺(例如，化学汽相沉积(CVD)、原子层沉积 (ALD)，等等)生产电子装置。典型地，液体或固态前体被供应例如在容器中，诸如氮气或氢气的载流气体可以通过浸渍管穿过该容器使得该气体变得充满前体。然后，载流气体/前体蒸汽混合物以受控的速率进入外延反应器。这种系统用于硅和复合半导体的生产。重要的是，汽相的化学物质的浓度是极其稳定的。常规单用途式系统提供的沟道效应和不均勻的表面可以导致前体的可变的蒸发，在气体/前体浓度中引起波动。这种波动对沉积过程是不利的。在诸如三甲基铟(TMI)的固态前体的情况下，这特别明显。在有机金属化学汽相沉积(MOCVD)系统中，当制造高度复杂的装置结构时，到反应室中的前体的稳定的、可控制的流量是重要的。典型地，简单的输送系统设计用于执行这个任务，载流气体流和源温度控制能够提供合适地稳定的系统。然而，例如强加于MOCVD设备的日益增加的体积需求使得增加的流和/或较大的系统成为必要。这些典型的输送系统设计不再适于满足这些要求。
发明内容
这个部分提供本公开的总结，并且不是其全部范围或所有其特征的全面公开。本公开的示例实施例通常涉及固态前体输送组件。在一个示例实施例中，固态前体输送组件通常包括容器；至少两个室，所述至少两个室被限定在所述容器内并且构造成将前体材料保持在相应的至少两个室中的每一个室内；至少两个多孔分隔件，所述至少两个多孔分隔件固定地联接到所述容器并且限定构造成保持前体材料的所述至少两个室的至少一部分；入口，所述入口联接到所述容器以便将载流气体输送到所述容器中；和出口，所述出口联接到所述容器以便从包括蒸发的前体材料和载流气体的所述容器移除蒸汽产物。在另一示例实施例中，固态前体输送组件通常包括容器，该容器具有上部和下部。 四个室被限定在所述容器内，该四个室包括入口室、出口室以及第一和第二前体室。第一和第二前体室构造成用来将前体材料保持在容器内。三个烧结基板(frit)固定地联接并且密封到容器的内部。该三个烧结基板在容器内限定四个室的至少一部分。所述烧结基板的至少一个构造成用来在第一前体室内在其上保持前体材料，并且所述烧结基板的至少一个构造成用来在第二前体室内在其上保持前体材料。入口联接到所述容器的上部以便将载流气体输送到所述容器中。出口联接到所述容器的下部以便用来从包括蒸发的前体材料和载流气体的所述容器移除蒸汽产物。本公开的示例实施例通常涉及通过多室固态前体输送组件中的载流气体获取蒸发的前体材料的方法。一个示例方法通常包括将载流气体输送到多室固态前体输送组件并且将载流气体保持在多室固态前体输送组件的第一前体室的、大体上在布置在第一前体室内的前体材料上方的顶部空间内，直到跨越将第一前体室与第二前体室分离的多室固态前体输送组件的第一烧结基板存在希望的压力差，此时，所述载流气体和被所述载流气体获取的蒸发的前体材料通过所述第一烧结基板流到第二前体室。该示例方法通常还包括 将所述载流气体保持在所述多室固态前体输送组件的所述第二前体室的、大体上位于布置在所述第二前体室内的前体材料上方的顶部空间内，直到跨越将所述第二前体室与第三室分离的所述多室固态前体输送组件的第二烧结基板存在希望的压力差，此时，所述载流气体和被所述载流气体获取的蒸发的前体材料通过所述第二烧结基板流到所述第三室；和从所述多室固态前体输送组件移除所述载流气体和由所述载流气体获取的蒸发的前体材料。根据这里提供的描述，另外的应用领域将变得显然。这个总结中的描述和具体示例意图仅用于说明的目的并且不意图限制本公开的范围。
这里描述的附图仅用于选定实施例的并且不是所有可能实施的说明性目的，并且不意图限制本公开的范围。图1是包括本公开的一个或更多个方面的固态前体输送组件的示例实施例的透视图；图2是图1的固态前体输送组件的前视图；图3是图1的固态前体输送组件的侧视图；图4是图1的固态前体输送组件的上平面图；图5是沿包括图4中的线5-5的平面截取的图1的固态前体输送组件的剖视图；图6是包括本公开的一个或更多个方面的固态前体输送组件的另一示例实施例的正视图，固态前体输送组件的容器的一部分被拆除以示出内部构造；图7是Epison浓度监测图表，示出图1的示例固态前体输送组件在该组件的示例操作期间的三甲基铟(TMI)的输送浓度百分比分布；并且图8是Epison浓度监测图表，示出图1的示例固态前体输送组件在该组件的另一示例操作期间的TMI的输送浓度百分比分布。贯穿附图的多个视图，对应的附图标记指示对应的部件。
具体实施例方式现在将参考附图更完整地描述示例实施例。提供示例实施例使得本公开将是彻底的，并且将把范围完全传送到本领域技术人员。阐述许多具体细节(诸如具体部件、装置和方法的示例)以提供本公开的实施例的彻底理解。对于本领域技术人员来说将显然的是，不需要使用具体细节，示例实施例可以以许多不同形式被实施，并且两者都不应当被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施例中， 不详细描述熟知的过程、熟知的装置结构和熟知的技术。这里使用的术语仅仅是为了描述特定的示例实施例并且不意图是限制性的。如这里使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”可以意图也包括复数形式，除非上下文清楚地表示不是这样。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包括性的并且因此指定所述的特征、 整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组成的组的存在或添加。这里描述的方法步骤、过程和操作将不被解释为一定要求它们以论述的或示出的特定顺序执行，除非被特别地确定为执行的顺序。 还应当理解，可以使用另外的或替代的步骤。当元件或层被称为“在...上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时， 它可以直接在其它元件或层上、接合、连接或联接到其它元件或层，或者中介元件或层可以存在。相比之下，当元件被称为“直接在...上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其它语言应当以相似的方式被解释(例如，“在...之间”对“直接在...之间”，“接近”对“直接接近” 等等)。如这里使用的，术语“和/或”包括相关列出项目的一个或更多个的任何和所有组合。虽然术语第一、第二、第三等等在这里可以用于描述各种元件、部件、区域、层和/ 或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语可以仅用于区别一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。诸如“第一”、“第二”的术语和其它数字术语当在这里使用时不暗指次序或顺序，除非由上下文清楚地指示。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不偏离示例实施例的教导。诸如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等等的空间相对术语在
这里可以为便于描述而用来描述如图中示出的一个元件或特征相对于另一元件或特征的关系。空间相对术语可以意图包括除了图中描绘的取向外的装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件将随后取向成在其它元件或特征“上方”。因此，示例术语“下方”可以包括上方和下方的两个取向。该装置可以另外地取向(旋转90°或以其它取向)并且相应地解释这里使用的空间相对描述语。现在参考附图，图1-5示出包括本公开的一个或更多个方面的固态前体输送组件 100(例如，起泡器组件等等)的示例实施例。示例组件100特别地配置(例如，设计尺寸、 成形、构造等等)成将布置在组件100内的前体材料以气相输送到反应器场所，以便反应器场所处的后续使用(例如，通过载流气体以便随后用于汽相沉积过程，等等)。应当注意，在本公开的范围内，示例组件100可以用于任何固态前体材料(例如，三甲基铟(TMI)、双(环戊二烯基)镁(MgCp2)、五(二甲氨基)钽(PDMAT)、金属β-二酮配合物(M(THD)n,其中M 可以包括稀土元素、钇(Y)、钡(Ba)等等；THD是四甲基庚烷二酸盐；并且η可以是3或4)、 金属卤化物(MX4，其中M可以包括铪(Hf)、锆(Zr)等等，并且X可以包括氯(Cl)、溴(Br)、碘⑴等等)、金属环戊二烯基((RnCp5_n)2M，其中R可以包括甲基、乙基、异丙基、叔丁基等等；M可以包括钡(Ba)、锶(Sr)等等；并且η是1_3)、羰基金属(例如，Ru3 (CO)12, W(CO)6 等等)，等等)。另外，任何合适的载流气体可以用于示例组件100，包括例如氮气、氢气、氩
气、一氧化碳等等。如图1-3中示出的，示例固态前体输送组件100通常包括用来保持前体材料(和蒸发的前体材料)的圆筒形容器102 ；和阀组件104，该阀组件用来控制例如载流气体流入容器102中和蒸汽产物(包括载流气体和蒸发的前体材料)流出容器102，等等。容器102 可以形成为通常基本上密封的结构，例如用来抑制容器102的前体材料、蒸发的前体材料、 载流气体、蒸汽产物等等的不希望的流出且/或用来抑制污染物等等的不希望的流进入容器102中。容器102可以由本公开的范围内的任何合适的材料形成，该材料包括例如惰性材料，诸如玻璃、不锈钢等等。在其它示例实施例中，容器可以具有本公开的范围内的不同于圆筒形的形状。示出的固态前体输送组件100的阀组件104通常包括入口 106和出口 108。入口 106构造成将载流气体引入(或输送、或分配，等等)容器102中，并且出口 108构造成将通过载流气体从前体材料重新得到的蒸发的前体材料运输(或移除)离开容器102。在示出的实施例中，入口 106通过合适的联接、连接等等(例如，螺纹联接等等)联接到容器102 的上部。出口 108通过流体连接件110联接到容器102的下部。这样，入口 106和出口 108 分别与容器102流体连通。因此，载流气体可以按需要大体上从入口 106流过容器102并且流到出口 108 (例如，从容器102的上部流到容器102的下部，等等)。在其它示例实施例中，固态前体输送组件可以包括联接到容器的下部的入口和联接到容器的上部的出口，使得载流气体大体上向上流过容器(例如，从容器的下部流到容器的上部，等等)。继续参考图1-3，第一和第二填充端口 112和114沿容器102的外表面部分布置以便在必要时用来例如以前体材料填充和/或再填充容器102。填充端口 112和114分别通过合适的联接、连接等等联接到容器102使得填充端口 112和114分别与容器102流体连通。在正常使用中，填充端口 112和114可加盖有适当的配件、连接件等等，以帮助大体上密封容器102并且帮助保证载流气体流过容器102是通过希望的通路从入口 106到出口 108。另外参考图4，入口 106通常包括联接件118和阀结构120。联接件118构造成将入口 106联接(例如，通过螺纹连接，等等)到载流气体供应管路(未示出)，该载流气体供应管路用来将载流气体供应到入口 106。阀结构120构造成控制载流气体通过入口 106到容器102中的流动。可以操作阀结构120的致动器122以选择性地打开阀槽(未示出)以允许载流气体流入容器102，并且选择性地关闭阀槽(未示出)以抑制载流气体流入容器 102。类似地，出口 108通常包括联接件1 和阀结构128。联接件126构造成将出口 108联接(例如，通过螺纹连接，等等)到产物传送管路(未示出)，该产物传送路线用来接收出自容器102的蒸汽产物(例如，通过产物传送管路抽真空，等等)。阀结构1 构造成控制蒸汽产物通过出口 108离开容器102的流动。出口 108也包括外部管130，该外部管大体上沿容器102 (并且与其间隔开)的高度(或长度)尺寸从阀结构1 延伸到流体连接件 110。外部管130可以通过合适的联接件、连接件等等(例如，螺纹联接件，等等)联接到流体连接件110。可以操作阀结构128的致动器132以选择性地打开阀槽(未示出)以允许蒸汽产物流出容器102(例如，通过流体连接件110和外部管130到产物传送管路，等等)， 并且选择性地关闭阀槽(未示出)，以抑制蒸汽产物流出容器102。在其它示例实施例中， 固态前体输送组件可以包括具有内部管的出口，该内部管大体上布置在容器内并且在其下部联接到容器以便用于从容器移除蒸汽产物。现在参考图5，示出的固态前体输送组件100的容器102包括在其中限定的均勻的大体上圆筒形的内部空间136。在其它示例实施例中，容器可以具有本公开的范围内的形状不同于圆筒形的内部空间。容器102的内部空间136被三个多孔分配板148、150和152(概括地，多孔分隔件)分成四个室138、140、142和144(大体上串联地取向)。在示出的实施例中，四个室通常包括入口室138、第一和第二前体室140和142以及出口室144。入口室138通常构造成从入口 106将载流气体接收到容器102中并且定位成向着容器102的上部，在容器的上部附近，入口 106将载流气体引入容器102中。出口室144通常构造成将载流气体(和由载流气体获取的蒸发的前体材料)从容器102转移到出口 108并且定位成向着容器102的下部，在容器的下部附近，出口 108从容器102移除载流气体。第一和第二前体室140和142 分别构造成将前体材料保持在每一个相应的室140和142内。室138、140、142和144可以具有本公开的范围内的任何希望形状、尺寸等等。如图5中观察到的，第一分配板148定位成向着容器102的上部；第二分配板150 大体上向着容器102的中部位于第一分配板148的下方；并且第三分配板152大体上向着容器102的下部位于第二分配板150的下方。入口室138被限定成大体上在第一分配板148 上方向着容器102的上部；第一前体室140大体上被限定在第一分配板148和第二分配板 150之间；第二前体室142大体上被限定在第二分配板150和第三分配板152之间；并且出口室144被限定成大体上在第三分配板152下方向着容器102的下部。分配板148、150和152分别固定地联接(并且大体上密封)到容器102的内部表面部分以便抑制载流气体和蒸汽产物在分配板148、150和152的周边边缘周围(例如，在分配板148、150和152的周边边缘和容器102的内部表面部分之间，等等)的流动。例如， 分配板148、150和152可以焊接到容器102的内部表面部分、机械地紧固且密封到容器102 的内部表面部分，以其它方式密封到容器102的内部表面部分，等等。这样，分配板帮助至少部分地为每一个相应的室138、140、142和144限定大体上固定的尺寸、容积等等。在示出的实施例中，室138和144的尺寸、容积等大约相同，并且室140和142的尺寸，体积等大约相同。在其它示例实施例中，固态前体输送组件可以具有全部具有类似的尺寸、体积等的室，或全部具有不同尺寸、体积等的室。这将在下面更详细地描述。分配板148、150和152分别通常配置成在容器102内在相邻的室138、140、142和 144之间产生压力差。分配板148、150和152通过大体上抵制载流气体和/或蒸发的前体材料流过那里而实现这一点。这样，分配板148、150和152有效地控制载流气体和/或蒸发的前体材料流过容器102，并且可以帮助提供通过容器102的载流气体的良好分布。在示出的实施例中，例如，分配板148、150和152可以大体上配置成产生大约5000 帕斯卡的压力差。跨越每一个分配板148、150和152的压力差应当显著大于跨越位于给定分配板148、150或152的紧邻上游的相应的室138、140、142或144中的前体材料的压力降(如果有的话)，例如，比跨越所述前体材料的压力降大大约10倍，并且如给定分配板148、 150或152的上游的室138、140、142或144中的平均压力的可实现的那样大的一部分，例如，所述压力的大约0.5%到大约50%。这些数值被提供作为示例，并且不限制本公开的范围。任何合适的分配板可以用于固态前体输送组件100。例如，可以使用具有希望的标称微孔尺寸的分配板(例如，具有大约0.5微米的标称微孔尺寸的分配板，等等)；可以使用具有希望的气体流动阻力(例如，大于大约h IO9每平方米，等等)的分配板；可以使用具有希望厚度(例如，大约0.125英寸(大约0.316厘米)，等等)的分配板；可以使用跨越那里产生希望压力差的分配板(例如，对于跨越那里的气流产生大约5000帕斯卡的压力差的分配板，对跨越那里的水流产生大约23磅每平方英寸的压力差的分配板，等等)，等等。可以使用配置成在其上支撑固体材料、同时允许流体流过(例如，当跨越分配板的希望的压力差被实现时，等等)的分配板。应当理解，分配板产生的压力差通常取决于穿过分配板的流体的类型。此外，可以使用由任何合适材料形成的分配板。例如，可以使用包括不锈钢烧结基板等等的分配板。此外，大体上相同的分配板可以用于示例固态前体输送组件100。然而，在其它示例实施例中，固态前体输送组件可以包括至少一个或更多个分配板，该至少一个或更多个分配板不同于至少一个或更多个其它分配板。例如，可以使用来自Mott Corporation(Farmington,Ct.)的多孔金属分配板(例如，这种分配板可以具有大约30的液体渗透系数、大约260的气体渗透系数，等等)。在示出的实施例中，固态前体输送组件100包括三个分配板148、150和152，该三个分配板将容器102的内部空间136分成四个大体上竖直间隔的室138、140、142和144 (并且因此在容器102内大体上提供三个压力差或压力降)。在其它示例实施例中，固态前体输送组件可以包括多于或少于三个分配板且/或可以包括将容器的内部空间分成多于或少于四个室的分配板。在又一其它示例实施例中，固态前体输送组件可以包括将容器的内部空间分成水平间隔的室的分配板。在又一其它示例实施例中，固态前体输送组件可以包括容器，其中前体材料位于多于两个室内(例如，使得容器包括多于两个前体室，例如，三个前体室，等等)。接下去将继续参考图5描述示出的固态前体输送组件100的示例操作。为了准备组件100以便操作，前体材料最初布置在容器102的第一和第二前体室140和142内。更具体地，前体材料布置在第一前体室140内的第二分配板150的上部上(例如，通过第一填充端口 112，等等)，并且前体材料布置在第二前体室142内的第三分配板152的上部上(例如，通过第二填充端口 114，等等)。第一和第二分配板148和150(该第一和第二分配板大体上限定第一前体室140)的大体上固定的位置可以在布置在第一前体室140内的前体材料上方提供顶部空间。类似地，第二和第三分配板150和152(该第二和第三分配板大体上限定第二前体室14 的大体上固定的位置可以在布置在第二前体室142内的前体材料上方提供顶部空间。固态前体输送组件100通常在减小的压力下操作(例如，在出口 108处抽吸真空， 等等)。这样，通常较低压力区域向着出口 108 (例如，在示出的实施例中向着容器102的下部，等等)存在，并且通常较高压力区域向着入口 106(例如，在示出的实施例中向着容器102的上部，等等)存在。这样，在示出的实施例中，载流气体将通常从容器102的上部流到容器102的下部。载流气体通过阀组件104的入口 106(例如，通过阀结构120的选择性操作，等等) 被引入到固态前体输送组件100的容器102中。载流气体从入口 106排放到容器102的入口室138中。第一分配板148抵制载流气体从入口室138流到第一前体室140，并且载流气体通常积聚并且填充入口室138。在载流气体填充入口室138时，其中的载流气体压力增加，直到充分的压力差跨越第一分配板148存在(例如，入口室138中的载流气体压力充分地大于第一前体室140中的载流气体压力，等等)以允许载流气体流过第一分配板148(例如，通过第一分配板148的微孔开口，等等)并且进入第一前体室140。在容器102的第一前体室140中，第二分配板150抵制载流气体从第一前体室140 流到第二前体室142。该载流气体通常积聚并且填充第一前体室140(包括大体上在第一前体室140内的第二分配板150的上表面上的前体材料上方的顶部空间)。这允许载流气体获取蒸发的前体材料(并且变得至少部分地充满蒸发的前体材料)。第一前体室140中的载流气体(和蒸发的前体材料)压力增加，直到充分的压力差跨越第二分配板150存在 (例如，第一前体室140中的压力充分地大于第二前体室142中的压力，等等)以允许载流气体和蒸发的前体材料稳定地流过第二分配板150(例如，通过第二分配板150的上表面上的前体材料并且然后通过第二分配板150的微孔开口，等等)并且进入第二前体室142。跨越第二分配板150建立的压力差可以与跨越第一分配板148建立的压力差相同或不同。在容器102的第二前体室142中，第三分配板152抵制载流气体从第二前体室142 流到出口室144。该载流气体通常积聚并且填充第二前体室142(包括大体上在第二前体室142内的第三分配板152的上表面上的前体材料上方的顶部空间)。这允许载流气体拾取来自第二前体室142的蒸发的前体材料并且完成其与蒸发的前体材料的饱和(例如，变得完全饱和，等等)。第二前体室142中的压力增加直到跨越第三分配板152存在足够大的压力差(例如，第二前体室142中的压力充分地大于出口室144中的压力，等等)以允许充满蒸发的前体材料的载流气体稳定地流过第三分配板152(例如，通过第三分配板152 的上表面上的前体材料并且然后通过第三分配板152的微孔开口，等等)并且进入出口室 144。饱和的载流气体(通常充满来自前体材料的蒸汽产物)按照要求从出口室144通过出口 108(通过容器102的下部中的开口)离开容器102以便后续使用。跨越第三分配板 152建立的压力差可以与跨越第一分配板148建立的压力差和/或跨越第二分配板150建立的压力差相同或不同。示出的固态前体输送组件100通常提供通路以便载流气体从入口 106到入口室 138、通过第一分配板148、通过第一前体室140、通过第二分配板150、通过第二前体室142、 通过第三分配板152、并且通过出口室144到出口 108流过容器102。在本公开的范围内可以设置载流气体流过容器102的其它通路。因为载流气体在被移除之前穿过具有前体材料的两个室(例如，室140和142等等)，因此示出的固态前体输送组件100的多室构造可以帮助为出口 108提供一致的饱和载流气体。例如，在示出的实施例中，载流气体最初流过第一前体室140，在第一前体室，它拾取第一量的蒸发的前体材料以变得至少部分地饱和，并且然后载流气体流过第二前体室 142，在第二前体室，载流气体可以获得另外的蒸发的前体材料以在它通过出口 108被移除之前完成饱和。此外，示出的固态前体输送组件100的多室构造可以帮助提供前体材料的更高效的且/或彻底的消耗。例如，在示出的实施例中，与第二前体室142相比，较大的量的前体材料可以放置在第一前体室140中，以实现在载流气体从第一前体室140传到第二前体室 142时载流气体的减小的饱和要求。载流气体在已经离开第一前体室140之后通常将在其中具有许多挥发的前体材料，使得在第二前体室142中仅需要饱和性最高(topping)。因此，(通过出口 108)离开容器102的载流气体中的蒸发的前体材料的大部分将来自第一前体室140，小部分来自第二前体室142。由于将从第一前体室140比从第二前体室142消耗更多的前体材料(即，第一前体室140中的前体材料将以通常比第二前体室142中的前体材料快的速率消耗)，与第二前体室142中相比，较大量的前体材料可以放置在第一前体室 140中，使得两个室140和142最终在大约相同的时间变得耗尽。例如，第一前体室140可以填充有大约75克的前体材料，并且第二前体室142可以填充有大约25克的前体材料。在其它示例实施例中，固态前体输送组件可以包括第一前体室，该第一前体室被设计成尺寸大于第二前体室以容纳可以被放置在第一前体室中的较大量的前体材料。例如，固态前体输送组件可以具有(但不限于)大约2 1、大约3 1、大约4 1等等的第一前体室对第二前体室的容积比率。图6示出包括本公开的一个或更多个方面的固态前体输送组件200 (例如，起泡器组件等等)的另一示例实施例。这个实施例的示例组件200类似于前面在图1-5中示出且描述的固态前体输送组件100。示出的固态前体输送组件200通常包括用来保持前体材料(和蒸发的前体材料)的圆筒形容器202 ；和阀组件204，该阀组件用来控制例如载流气体流入容器202中和蒸汽产物(包括载流气体和蒸发的前体材料)流出容器202，等等。容器202包括其中限定的均勻的大体上圆筒形的内部空间236。示出的固态前体输送组件200的阀组件204通常包括入口 206和出口 208。入口 206构造成将载流气体引入(或输送，或分配，等等)到容器202中。出口 208构造成将蒸汽产物运输(或移除)出容器202。在这个实施例中，入口 206和出口 208分别通过合适的联接件、连接件等等(例如，螺纹联接件，等等)联接到容器202的上部。出口 208包括内部管230，该内部管大体上向着容器202的下部延伸通过容器202的内部空间236。这样，入口 206和出口 208分别与容器202流体连通。因此，载流气体可以从入口 206到出口 208(从容器202的上部到容器202的下部)大体上流过示出的容器202。填充端口 212和214被设置用来在必要时例如用前体材料填充和/或再填充容器 202。填充端口 212和214分别通过合适的联接件、连接件等等联接到容器202使得填充端口 212和214分别与容器202流体连通。在正常使用中，填充端口 212和214可加盖有适当的配件、连接件等等，以帮助大体上密封容器202并且帮助保证载流气体流过容器202是通过希望的通路从入口 206到出口 208。容器202的内部空间236被三个多孔分配板248、250和252(概括地，多孔分隔件)分成四个室238、M0、242和对4(大体上串联地取向)。在示出的实施例中，四个室通常包括入口室238、第一和第二前体室240和M2、以及出口室M4。入口室238通常构造成从入口 206将载流气体接收到容器202中并且定位成向着容器202的上部，在容器的上部附近，入口 206将载流气体引入容器202中。出口室244通常构造成将载流气体(和由载流气体获取的蒸发的前体材料)从容器102转移到出口 108并且定位成向着容器202的下部，在容器的下部附近，出口 208从容器202移除载流气体。第一和第二前体室240和242 分别构造成将前体材料保持在容器202内。如图6中观察到的，第一分配板248定位成向着容器202的上部；第二分配板250 大体上向着容器202的中部位于第一分配板M8的下方；并且第三分配板252大体上向着容器202的下部位于第二分配板250的下方。入口室238被限定成大体上在第一分配板248 上方向着容器202的上部；第一前体室240大体上被限定在第一分配板248和第二分配板 250之间；第二前体室242大体上被限定在第二分配板250和第三分配板252之间；并且出口室244被限定成大体上在第三分配板252下方向着容器202的下部。分配板248、250和252分别固定地联接(并且大体上密封)到容器202的内部表面部分以便抑制载流气体和蒸汽产物在分配板248、250和252的周边边缘周围(例如，在分配板248、250和252的周边边缘和容器202的内部表面部分之间，等等)的流动。例如， 分配板对8、250和252可以焊接到容器202的内部表面部分、机械地紧固且密封到容器202 的内部表面部分、以其它方式密封到容器202的内部表面部分，等等。此外，在示出的实施例中，出口 208的内部管230以及第一和第二填充端口 212和214的管260大体上通过分配板248、250和252中的开口延伸到容器202中。密封件可以在管230和沈0穿过分配板 248,250和252之处设置在管230和260周围以便抑制载流气体和蒸汽产物在这些部位通过分配板248、250和252的不希望的流动。分配板248、250和252分别通常配置成在容器202内在相应的室238、M0、242和 244之间产生压力差。分配板248、250和252通过大体上抵制载流气体和/或蒸发的前体材料流过那里直到建立希望的压力差而实现这一点。这样，分配板248、250和252有效地控制载流气体和/或蒸发的前体材料流过容器202，并且可以帮助提供通过容器202的载流气体的良好分布。现在应当理解，本公开的示例固态前体输送组件可以提供胜过现有组件的各种改进、优点、益处等等。例如，示例组件的分配板大体上抵制载流气体(和由载流气体获取的蒸发的前体材料)在容器的室之间的流动。这提供载流气体通过容器(例如，从入口、通过分配板并且到达出口，等等)的大体上复杂的流动路径，这增加载流气体与容器内(例如， 在容器的室内，等等)的前体材料的接触时间。此外，这引起载流气体在流过相应的分配板之前大体上填充容器的每一个室(并且因此填充前体材料上方的顶部空间)。这又有助于增加在每一个室内的载流气体停留时间(并且因此增加与该室内的前体材料的暴露表面的接触时间)，均勻化(且/或改进)载流气体与该室内的前体材料的表面接触，并且通常促进载流气体通过前体材料的均勻流动。这样，始终饱和的载流气体可以被提供到出口。示例固态前体输送组件的分配板也具有大体上一致的构造。这可以有助于对通过分配板(例如，跨越分配板的表面区域，等等)的载流气体的流动提供大体上均勻的阻力， 并且可以有助于允许分配板使载流气体大体上均勻地、一致地扩散通过前体材料，等等。结果，载流气体通过前体材料的不希望的沟道效应和/或不良分布可以被抑制，并且可以实现前体材料的大体上一致的消耗。也应当理解，示例固态前体输送组件的分配板(通过它们对载流气体和蒸汽产物流动的阻力)在容器内产生顺序的压力差(例如，压力降，等等)。例如，可以存在相对高的压力差(例如，大约5000帕斯卡，等等)。这些压力差实际上产生跨越容器(在入口和出口之间)的压力梯度，大体上较高的压力在入口处并且大体上较低的压力在出口处，并且又帮助促进在容器的横截面上并且穿过每一个分配板的载流气体的大体上一致的流动 (例如，横向通过容器的大体上不变的载流气体质量流量)。可以避免载流气体的减小的局部速度、压力等(它可引起沟道效应)。此外，在本公开的示例固态前体输送组件中可以按照需要对压力差进行定制、配置、选择等等，以帮助例如基于容器尺寸、前体材料的质量、前体材料的类型等等定制载流气体通过容器的这种均勻分布的流动。分配板可以被选择用于固态前体输送组件以便提供对通过分配板、并且因此在室之间的载流气体和蒸汽产物的流动的希望的粘性阻力。另外，并且如前面描述的，本公开的示例固态前体输送组件利用有室的构造，前体材料位于多个室(例如，两个室，等等)的每一个中。除了前面描述的益处之外，这种有室的构造也可以提供与单室容器相比较小的容积和较小的顶部空间。较小的体积和较小的顶部空间充满载流气体较快，并且因此可以允许载流气体在每一个室内的减小的停留时间以实现最终的饱和。本公开的示例固态前体输送组件可以较长时间地(例如，甚至到前体材料被耗尽时，等等)提供稳定的、更一致的、饱和的前体材料的蒸汽到反应器场所。此外，因为对于示出的固态前体输送组件，前体材料的消耗跨越前体材料的表面区域可以大体上是均勻的， 因此蒸发的前体材料的浓度递减将出现在操作的后期阶段，促进前体材料的改进的使用效率。因为大多数蒸汽产物将均勻地来自前体材料(基于跨越前体材料的表面区域的均勻的压力)，前体材料的沟道效应(例如，在局部减小的压力、速度的区域处，等等)可以被减小且/或消除。因此，容器内的大体上所有的前体材料可以被有效地使用并且输送到反应器场所。例如，在一些实施例中，至少大约90%或更多的前体材料可以被有效地使用并且以大体上一致的浓度被输送到反应器场所。在其它实施例中，至少大约95%或更多的前体材料可以被有效地使用并且以大体上一致的浓度被输送到反应器场所。应当理解，本公开的示例固态前体输送组件可以包括任何希望的尺寸、构造，等等。在一个示例实施例中，固态前体输送组件包括大体上圆筒形的不锈钢容器，该容器具有大约3. 0英寸(大约7. 6厘米)的外径尺寸和大约6. 15英寸(大约15. 6厘米)的总高度尺寸。容器的大体上圆筒形的内部空间包括大约2. 8英寸(大约7.1厘米)的直径尺寸和大约5. 1英寸(大约12. 9厘米)的高度尺寸，并且因此限定大约31. 4立方英寸(大约515 立方厘米)的体积。这个示例组件还包括三个不锈钢烧结的盘，这些盘在不锈钢容器内大体上平行地取向并且焊接到不锈钢容器的内部表面部分。每一个不锈钢烧结的盘包括大约 0. 125英寸(大约0. 316厘米)的厚度，并且均包括微孔，该微孔具有大约0. 5微米的标称微孔尺寸。此外，每一个不锈钢烧结的盘构造成产生大约23磅每平方英寸的跨越那里的压力差(如通过水流测量的)。不锈钢烧结的盘在这个示例组件的不锈钢容器内限定四个室， 包括入口室、出口室和两个前体室。入口室和出口室分别具有大约0.4英寸(大约1.0厘米)的高度尺寸并且分别具有大约6. 15立方英寸(大约100. 8立方厘米)的体积。第一前体室具有大约1. 94英寸(大约4. 9厘米)的高度尺寸和大约11. 9立方英寸(大约195 立方厘米)的体积，并且第二前体室具有大约1. 91英寸(大约4. 8厘米)的高度尺寸和大约11. 8立方英寸(大约193. 4立方厘米)的体积。还应当理解，本公开的示例固态前体输送组件可以容纳任何希望质量的前体材料，例如，350克、850克或本公开的范围内的不同于350克和850克的任何质量。示例以下示例仅仅是示例性的，并且不以任何方式限制本公开。示例 1在一个示例中，图1-5中示出的示例固态前体输送组件100被操作大约1小时， 100克前体材料三甲基铟(TMI)布置在第一和第二前体室140和142的每一个内。该组件 100在操作期间被维持在大约17摄氏度的温度，同时载流气体以大约800标准立方厘米每分钟的大体上恒定的速率流过那里。在操作期间，正好在组件100的入口 106前面存在大约370托的大体上恒定的压力，并且在组件100的出口 108处维持大约225托的大体上恒定的压力。离开组件100的载流气体(充满TMI)穿过超声浓度测量系统以精确地确定载流气体内的TMI浓度。这些结果在图7中被示出为在组件100的操作时间期间的TMI的Epison 浓度监测量/值(在组件100的操作期间每两秒进行一次读取)。图7指示在示例延长的操作时段期间离开组件100的载流气体内的TMI的大体上一致的浓度读数，凸显给定组件 100的有效性(和输出稳定性)。示例 2在另一示例中，图1-5中示出的示例固态前体输送组件100操作大约20分钟，100 克前体材料三甲基铟(TMI)布置在第一和第二前体室140和142的每一个内。该组件100 在操作期间被维持在大约17摄氏度的温度，同时载流气体以大约800标准立方厘米每分钟的大体上恒定的速率流过那里。在操作期间，正好在组件100的入口 106前面存在大约370 托的大体上恒定的压力，并且在组件100的出口 108处维持大约225托的大体上恒定的压力。离开组件100的载流气体(充满TMI)穿过超声浓度测量系统以精确地确定载流气体内的TMI浓度。这些结果在图8中被示出为在组件100的操作时间期间的TMI的Epi son 浓度监测量/值(在组件100的操作期间每两秒进行一次读取)。图8还指示在示例延长的操作时段期间离开组件100的载流气体内的TMI的大体上一致的浓度读数，凸显给定组件100的有效性(和输出稳定性)。这里公开的具体尺寸实际上是示例，并且不限制本公开的范围。为了例示和描述的目的，已经提供实施例的前述描述。它不意图是详尽的或者限制本发明。特定实施例的各个元件或特征通常不限于那个特定实施例，而是在可应用的情况下是可互换的，并且可用于选定的实施例，即使没有具体示出或描述。它也可以以许多方式变化。这种变化将不被认为偏离本发明，并且所有这种修改意图被包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种固态前体输送组件，所述固态前体输送组件包括容器；至少两个室，所述至少两个室被限定在所述容器内并且构造成将前体材料保持在相应的至少两个室中的每一个室内；至少两个多孔分隔件，所述至少两个多孔分隔件固定地联接到所述容器并且限定构造成保持前体材料的所述至少两个室的至少一部分；入口，所述入口与所述容器联接，以便将载流气体输送到所述容器中；和出口，所述出口与所述容器联接，以便从包含蒸发的前体材料和载流气体的所述容器移除蒸汽产物。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少两个多孔分隔件中的至少一个多孔分隔件构造成阻止载流气体流动通过所述多孔分隔件，直到跨越所述多孔分隔件的所述至少一个多孔分隔件建立希望的压力差。
3.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少两个多孔分隔件中的每一个多孔分隔件构造成阻止载流气体流动通过所述多孔分隔件，直到跨越所述至少两个多孔分隔件中的所述每一个多孔分隔件建立希望的压力差。
4.根据权利要求1-3中的任一项权利要求所述的组件，其中，所述多孔分隔件中的至少一个多孔分隔件是金属基板，并且其中所述金属基板被焊接到所述容器的内表面。
5.根据权利要求1所述的组件，包括被限定在所述容器内的至少三个室，和限定所述至少三个室的至少一部分的至少三个多孔分隔件。
6.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少两个室包括被限定在所述容器内的四个室，并且其中所述至少两个多孔分隔件包括三个多孔分隔件，所述三个多孔分隔件固定地联接到所述容器并且限定所述四个室的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述四个室包括入口室，在所述入口室附近，所述入口将载流气体输送到所述容器中；出口室，在所述出口室附近，所述出口从所述容器移除载流气体；和布置在所述入口室和所述出口室之间的第一前体室和第二前体室，并且其中所述第一前体室和第二前体室构造成将前体材料保持在所述容器内。
8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述三个多孔分隔件包括布置在所述入口室和所述第一前体室之间的第一多孔分隔件，布置在所述第一前体室和所述第二前体室之间的第二多孔分隔件，以及布置在所述第二前体室和所述出口室之间的第三多孔分隔件，并且其中所述第二多孔分隔件和第三多孔分隔件分别构造成在其上保持前体材料，并且由此载流气体从所述入口到所述入口室、通过所述第一多孔分隔件、通过所述第一前体室、通过所述第二多孔分隔件、通过所述第二前体室、通过所述第三多孔分隔件、并且通过所述出口室到所述出口而流过所述容器。
9.根据权利要求1所述的组件，其中，所述容器包括上部，所述入口联接到所述容器的上部。
10.根据权利要求1或9所述的组件，其中，所述容器包括下部，所述出口联接到所述容器的下部。
11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述出口包括管，所述管大体上布置在所述容器外部并且沿所述容器的长度的至少一部分延伸，所述管将所述出口联接到所述容器的下部。
12.根据权利要求1所述的组件，还包括至少两个填充端口，所述至少两个填充端口用来以前体材料填充和/或再填充所述容器。
13.根据权利要求1所述的组件，其中，所述前体材料是三甲基铟。
14.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少两个室包括第一前体室和第二前体室，所述第一前体室和第二前体室分别构造成在其中保持前体材料，并且其中所述第一前体室的容积大于所述第二前体室的容积。
15.一种固态前体输送组件，所述固态前体输送组件包括容器，所述容器具有上部和下部；限定在所述容器内的四个室，所述四个室包括入口室、出口室以及第一前体室和第二前体室，所述第一前体室和第二前体室构造成用来将前体材料保持在所述容器内；固定地联接且密封到所述容器的内部的三个烧结基板，所述三个烧结基板限定所述容器内的所述四个室的至少一部分，所述烧结基板中的至少一个基板构造成用来在所述第一前体室内在其上保持前体材料，并且所述烧结基板中的至少一个基板构造成用来在所述第二前体室内在其上保持前体材料；入口，所述入口与所述容器的上部联接，以便将载流气体输送到所述容器中；和出口，所述出口与所述容器的下部联接，以便用来从包括蒸发的前体材料和载流气体的所述容器移除蒸汽产物。
16.根据权利要求15所述的组件，其中，所述三个烧结基板分别构造成阻止载流气体通过流动所述烧结基板，直到跨越所述基板建立希望的压力差。
17.根据权利要求15所述的组件，其中，所述出口包括管，所述管大体上布置在所述容器外部并且沿所述容器的长度的至少一部分延伸，所述管将所述出口联接到所述容器的下部。
18.根据权利要求15-17中的任一项权利要求所述的组件，其中，所述容器是金属容器，并且其中所述三个烧结基板中的每一个基板焊接到所述金属容器的内部。
19.根据权利要求15所述的组件，其中，所述第一前体室的容积大于所述第二前体室的容积。
20.一种借助多室固态前体输送组件中的载流气体获取蒸发的前体材料的方法，所述方法包括将载流气体输送到多室固态前体输送组件；将载流气体保持在所述多室固态前体输送组件的第一前体室的、大体上位于布置在所述第一前体室内的前体材料上方的顶部空间内，直到跨越将所述第一前体室与第二前体室分离的所述多室固态前体输送组件的第一烧结基板存在希望的压力差，此时，所述载流气体和被所述载流气体获取的蒸发的前体材料通过所述第一烧结基板流到所述第二前体室；将所述载流气体保持在所述多室固态前体输送组件的所述第二前体室的、大体上位于布置在所述第二前体室内的前体材料上方的顶部空间内，直到跨越将所述第二前体室与第三室分离的所述多室固态前体输送组件的第二烧结基板存在希望的压力差，此时，所述载流气体和被所述载流气体获取的蒸发的前体材料通过所述第二烧结基板流到所述第三室；和从所述多室固态前体输送组件移除所述载流气体和由所述载流气体获取的蒸发的前体材料。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第三室是出口室。
全文摘要
一种固态前体输送组件(200)，所述固态前体输送组件通常包括容器(202)，该容器具有上部和下部；和被限定在所述容器内的室，所述室包括入口室(238)、出口室(244)以及第一和第二前体室(240，242)。第一和第二前体室构造成用来将前体材料保持在容器内。烧结基板(248，250，252)固定地联接且密封到容器的内部，并且限定容器内的所述室的至少一部分。所述烧结基板的至少一个构造成用来在第一前体室内在其上保持前体材料，并且所述烧结基板的至少一个构造成用来在第二前体室内在其上保持前体材料。入口(206)联接到所述容器以便将载流气体输送到容器中，并且出口(208)联接到容器以便用来从所述容器移除蒸发的前体材料和载流气体。
文档编号C23C16/448GK102597310SQ201080049353
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月21日 优先权日2009年11月2日
发明者C·普拉特斯, M·维尔金森, N·源, R·坎乔利亚 申请人:西格玛-奥吉奇有限责任公司