递送装置、其制备方法以及包含该递送装置的制品的制作方法
【专利说明】递送装置、其制备方法以及包含该递送装置的制品
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本公开要求2014年I月17日提交的美国临时申请第61/928，525号的优先权，其全部内容被纳入本文作为参考。
[0003]背景
[0004]本发明涉及递送装置，其制备方法以及包含该递送装置的制品。具体来说，本发明涉及用来将液体前体化合物以蒸气相输送到反应器的高输出量、大容量输送装置。
[0005]包含第II1-V族化合物的半导体用于很多电子装置和光电子装置的生产，例如用于激光器、发光二极管(LED)、光电检测器等。这些装置包括不同组成、厚度为零点几微米至几微米的不同的单晶层。使用有机金属化合物的化学气相沉积(CVD)法被广泛用于沉积金属薄膜或半导体薄膜，例如用来沉积第πι-v族化合物的膜。这些有机金属化合物可以是液态或固态的。
[0006]在CVD法中，通常将反应性气流输送到反应器，在电子装置和光电子装置上沉积所需的膜。这些反应性气流全部是气体，或由被前体化合物蒸气饱和的载气(例如氢气)组成。当所述前体化合物是液体的时候，在输送装置(即鼓泡器)中使得载气(鼓泡)通过液态前体化合物，得到反应性气流。
[0007]图1示出从递送装置100向反应器(未示出)传输前体蒸气的常用方法。与进口102连接的浸渍管103用于将载气传输至液态前体106，而出口 104用于将载气和前体蒸气一起传输至反应器。载气流动通过简易的具有平头端(butt-ended)的浸渍管103，在浸渍管200(有时称为喷射器)的末端产生颤动。颤动使得所述前体回溅到浸渍管中，导致靠近浸渍管末端的内浸渍管表面持续润湿。很多前体对氧和湿气敏感，当暴露于即使是纯度最高的载气中的残留湿气和氧时，容易形成固体反应性产物108。使用过程中，反应性产物108累积在浸渍管103内部。例如，当递送装置100中包含的液体是三甲基镓时，在浸渍管103的内部表面上产生氢氧化镓/氧化镓反应产物108的固体硬皮。随着沉积在该内部表面上的反应性产物108的量增大，其缩小了载气的流通路径，最终阻碍载气流动通过递送装置100。如Woelk等的美国专利第8，555，809号所述，这是持续从储存室进料的永久性安装的递送装置中的主要问题。
[0008]Markowicz的EP0210476A1尝试通过重新设计浸渍管的底部来阻止形成大气泡并促进小气泡的形成。它教导了可以将浸渍管在其下端进行适当的机器加工，以提供多个开口，例如，切割其侧壁以使大量小气泡从浸渍管逸出。开口的形状可以变化，以适应使用不同材料带来的不同需求。或者，可以对浸渍管的底部部分进行烧结，使其中具有多个小直径的开口。它详述了浸渍管下端的密封，在其中和/或浸渍管的下部提供一个或多个小开口。浸渍管延伸至圆柱体底部，在浸渍管下部提供一个或多个开口。
[0009]因此，需要用于递送装置的浸渍管末端的其他设计方案，防止反应性产物在浸渍管的内侧表面上累积。
[0010]概述
[0011]本文公开了一种递送装置，其包括腔室、气体进口、气体出口、浸渍管和套筒，所述浸渍管包含在所述腔室中并且具有上部和下部，所述浸渍管的上部与所述气体进口流体连通，并且可操作以允许载气进入，所述浸渍管的下部延伸进入所述腔室，所述浸渍管的下部在出口端终止，所述套筒具有第一端和第二端，所述第一端与所述浸渍管的下部过盈配合(interference fit)，所述套筒在受到干扰时发生振动。
[0012]本文还公开了一种方法，所述方法包括将载气通过浸渍管排出至递送装置，所述递送装置包括腔室、气体进口、气体出口、浸渍管和套筒，所述浸渍管包含在所述腔室中并且具有上部和下部，所述浸渍管的上部与所述气体进口流体连通，并且可操作以允许载气进入，所述浸渍管的下部延伸进入所述腔室，所述浸渍管的下部在出口端终止，所述套筒具有第一端和第二端，所述第一端与所述浸渍管的下部过盈配合，所述套筒在受到干扰时发生振动；随着载气从穿孔部件中排出，促进套筒中的振动；以及将所述载气从气体出口传输至所述递送装置外部的位点。
[0013]附图简要说明
[0014]图1示出从递送装置100向反应器(未示出)传输前体蒸气的常用方法；
[0015]图2示出一个示例性递送装置，其中所述浸渍管具有能促进振动的套筒；
[0016]图3示出另一个示例性递送装置，其中所述浸渍管具有能促进振动的套筒；
[0017]图4⑷示出沿套筒的垂直中心轴的示例性截面视图；
[0018]图4(B)示出当套筒与穿孔部件接触时，沿套筒的垂直中心轴的示例性截面视图；
[0019]图5⑷示出具有狭缝的套筒的侧视图；
[0020]图5(B)示出具有狭缝的套筒的仰视图；
[0021]图6(A)，6(B)和6(C)示出不同的狭缝设计，所述狭缝可以具有不同的几何形状；以及
[0022]图7示出具有锥形狭缝的套筒。
[0023]发明详述
[0024]应当理解，当描述一种元件在另一元件“之上”的时候，所述元件可以直接位于另一元件上，或者可以在这两个元件之间设置有插入元件。与之相对的是，如果称一种元件“直接”位于另一元件“之上”，则不存在插入元件。在本文中，术语“和/或”包括相关的所述对象中一种或多种的任意组合以及全部组合。在本文中，“基材”表示通过气相沉积将含金属膜沉积其上的任意表面。
[0025]应当理解，尽管在本文中用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语仅仅用于将一种元件、部件、区域、层或部分与另一种元件、部件、区域、层或部分区别开。因此，下文讨论的第一元件、部件、区域、层或部分也可以记作第二元件、部件、区域、层或部分，而不会背离本发明的内容。
[0026]本文所用的术语仅仅用来描述具体的实施方式，而不是用于限制。如本文中所用，单数形式的“一个”，“一种”和“该”也包括复数的指代物，除非文本中有另外的明确表示。还应当理解，在说明书中，术语“包含”和/或“包括”，或者“含有”和/或“含有……的”表示存在所述特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或加入一种或多种其它的特征、区域、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的情况。
[0027]另外，在本文中，用相对术语，例如“下部的”或“底部”以及“上部的”或“顶部”来描述附图所示的一种元件相对于另一种元件的关系。应当理解，相对术语除了图中所示的取向之外，包括装置的不同取向。例如，如果将图中的装置颠倒，则此前描述为位于另外的元件的“下”方的元件将描述为位于另外的元件的“上”方。因此，根据附图的具体取向，示例性的术语“下部的”包括“下部”和“上部”的取向。类似地，如果附图中的装置颠倒，之前描述为位于其他元件“以下”或“之下”的元件可以描述为位于其他元件“之上”。因此，示例性术语“以下”或“之下”可以同时包括以上和以下的取向。
[0028]空间相对术语，例如“下方”、“以下”、“之下”、“之上”、“上方”等在本文中用于方便地描述附图中一种元素或特征与另一种元素或特征的相互关系。应当理解，空间相对术语除了附图中所示的取向之外，包括在使用或操作时装置的不同取向。例如，如果附图中的装置颠倒，之前描述为位于其他元件或特征“以下”或“之下”的元件可以描述为位于其他元件或特征“之上”。因此，示例性的术语“之下”可以同时包括之上和之下的方位。所述装置可以以其它方式取向(旋转90度或按照其他取向)并相应地对本文使用的空间相对描述用语进行解释。
[0029]除非另外定义，否则，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有本发明所属领域普通技术人员通常所理解的同样含义。还应当理解，常用字典中定义的术语的含义应当理解为与其在相关领域和本发明中的定义一致，除非本文中有另外的表述，否则不应理解为理想化或者完全形式化的含义。
[0030]参照理想化实施方式的截面示意图描述了本发明的示例性实施方式。因此，可以考虑根据例如制造技术和/或容差而对所示的形状进行变化。因此，本文所述的实施方式不应理解为仅限于图中所示的具体形状，而是应该包括例如由于制造导致的形状偏差。例如，图中所示和文中描述为平坦的区域通常可以具有粗糙和/或非线性的特征。另外，图中显示的尖锐的角可以是圆化的。因此，图中所示的区域本身是示意图，其形状并不表示区域的精确形状，不应对本权利要求书的范围构成限制。
[0031]本文公开了包括浸渍管的递送装置，所述浸渍管在下端与能振动的套筒配合。所述套筒由受到干扰时能容易地进行振动的材料制备。所述套筒可以包含金属、陶瓷或聚合物，其尺寸允许其在受到干扰时容易地振动，但在所述干扰解除时能恢复其初始形状。虽然不希望受到理论的限制，相信可振动的套筒在受到干扰(来自套筒底部的气泡发散(进入周围介质)以及由于这些气泡发散产生的颤动)时进行振动，该振动防止反应固