ALD 覆层设备制造技术

提出一种ALD覆层设备。ALD覆层设备(100)具有：用于金属有机的初始材料(6)的储存容器(1)；和包括调节阀(3)、压力表(4)、压力隔板(5)和第一多通阀(10)的装置(2)，其中装置(2)设置在储存容器(1)的下游，并且第一多通阀(10)能够在处理室(7)和收集室(8)之间切换。

【技术实现步骤摘要】
本申请是已经于2013年5月31日提交的国际申请号：PCT/EP2013/061233,国家申请号：201380032656.5，专利技术名称为：“ALD覆层设备”的PCT国际申请的分案申请。
提出一种ALD覆层设备和一种用于运行ALD覆层设备的方法。
技术实现思路
待实现的目的在于，提出一种用于尤其用成本有效和节省材料的半导体材料对衬底覆层的ALD覆层设备。另一待实现的目的在于，提出通过一种装置用金属有机的初始材料稳定地并且持久地供给处理室。根据ALD覆层设备的至少一个实施方式，ALD覆层设备包括用于金属有机的初始材料的储存容器。将也称作为前体的“金属有机的初始材料”在本文中理解成能反应的物质，所述物质能够以液相、固相和/或气相存在并且尤其不与自身或自身的配合基反应。此外，金属有机的初始材料的裂解是可能的，使得能够形成裂解产物或分解产物。换言之，金属有机的初始材料经受自限的反应。金属有机的初始材料安置在储存容器中。例如，金属有机的初始材料在储存容器中以液相、固相和/或气相存在。储存容器是压力稳定的并且包括尤其能够具有高的导热能力的材料。根据ALD覆层设备的至少一个实施方式，ALD覆层设备具有包括调节阀、压力表、压力隔板和第一多通阀的装置。调节阀、压力表、压力隔板和第一多通阀依次彼此以成行、串联和/或以线性布置的方式经由管路彼此连接。在本文中将“管路”理解为构成为用于运输金属有机的初始材料的管或管道，所述管或管道能够将ALD覆层设备的各个组成部分、组件和/或元件彼此连接。在此所描述的管路的横截面在此能够具有圆形的、有角的或其他均匀的或不均匀的几何形状。在本文中将“横截面”理解为管路的垂直于或横向于金属有机的初始材料的流动方向构成的横向扩展。管路尤其具有1/4寸至2寸的直径并且能够直线地、弯曲地和/或成角度地构成，其中能够恒定地放大和/或缩小横截面。借助调节阀例如能够控制将气相的金属有机的材料从储存容器中输送到装置中。也就是说，借助调节阀能够增多或减少尤其能够穿过、流过和/或经过装置的金属有机的初始材料的数量。调节阀的工作原理通过压力表来确定。压力表设置在调节阀和压力隔板之间并且在ALD覆层设备运行时测量金属有机的初始材料的尤其能够在储存容器和压力隔板之间建立的工作压力。将“金属有机的初始材料的工作压力”尤其理解为金属有机的初始材料的能够在ALD覆层设备运行期间构成的蒸汽压力。压力隔板例如能够构成为圆盘，所述圆盘具有设置在圆盘之内的一个或多个开口，其中所有开口的总和构成比压力表和第一多通阀之间的管路的横截面小的面。例如，所有开口的总和比管路的横截面小25％以上。压力隔板的开口能够构成为圆形的和/或有角的。调节阀、压力表、压力隔板和第一多通阀分别满足装置中的功能并且至少部分地在其工作原理方面彼此相关。例如，调节阀借助压力表来控制，或第一多通阀在工作时根据金属有机的初始材料的工作压力的过程步骤(Prozessschritt)或数值在两个管路之间切换，压力表测量、确定和/或探测所述工作压力。根据至少一个实施方式，装置设置在储存容器的下游。换言之，在储存容器和装置之间构成管路，其中将金属有机的初始材料从储存容器开始朝向装置的方向引导。在储存容器和装置之间的管路尤其能够连续地构成。在本文中将“连续地”理解为，在没有中断的情况下在管路中构成另一管路和/或例如呈多通阀的形式的连接件。通过在下游连接装置，尤其在ALD覆层设备运行期间可能的是，控制金属有机的初始材料在从储存容器离开之后的工作压力。根据至少一个实施方式，第一多通阀能够在处理室和收集室之间切换。第一多通阀在ALD覆层设备运行期间始终打开并且将金属有机的初始材料引导到处理室或收集室中。换言之，尤其在ALD覆层设备运行时，金属有机的初始材料的传送与金属有机的初始材料的工作压力相关，所述工作压力通过压力表来确定、测量和/或探测。根据ALD覆层设备的至少一个实施方式，第一多通阀交替地快速地切换到处理室和收集室中，使得在通过装置进行压力调节时不可见压力波动。由此，近似连续地或连续地通过装置进行压力调节。根据ALD覆层设备的至少一个实施方式，ALD覆层设备包括：用于金属有机的初始材料的储存容器；和包括调节阀、压力表、压力隔板和第一多通阀的装置，其中装置尤其在材料流的方向上设置在储存容器的下游，并且第一多通阀能够在处理室和收集室之间切换。借助于用于原子层沉积(ALD：“atomiclayerdeposition”)的ALD覆层设备能够制造非常薄的功能层，例如层厚度为0.1至其中上述层厚度尤其能够对应于原子层的层厚度。在此，将术语“原子层沉积”理解为制造层，其中为此所必需的金属有机的初始材料并非同时地、而是交替地依次输送给处理室、覆层室和/或具有待覆层的衬底的反应器。在此，金属有机的初始材料能够交替地积聚在待覆层的衬底的表面上或者积聚在之前沉淀的初始材料上进而成为化合物。由此可能的是，对于每个重复循环，即对于在依次的子步骤中一次性地输送所有必需的金属有机的初始材料，分别最多生长待施加的层的一个单层，使得通过循环的数量能够良好地控制层厚度。此外，在此所描述的ALD覆层设备具有下述优点：通过首先输送的金属有机的初始材料仅积聚在待覆层的表面上并且之后输送的第二初始材料才与第一初始材料进行反应，非常一致的层生长是可能的，通过所述层生长也能够以大的纵横比均匀地覆盖表面。金属有机的初始材料安置在温度稳定的储存容器中，以便将其在需要时输送给处理室。根据储存容器中的温度，金属有机的初始材料也部分地以气相的方式位于以液态形式和/或固态形式存在的金属有机的初始材料之上。储存容器安置在具有尽可能大的热容量的恒温池中，以便将储存容器中的初始材料的温度保持为尽可能恒定。温度稳定的储存容器具有至少一个管路，通过所述管路将气态的初始材料通过以脉冲的、冲击的和/或循环的方式打开多通阀而输送给气流，所述气流将材料带到覆层室。根据通过金属有机的初始材料的温度进而至少按照原理通过恒温池的温度来确定的蒸汽压力，一定量的初始材料到达到气流中。由于以脉冲的方式从储存容器中提取金属有机的初始材料，与提取持续时间和频率以及储存容器的几何形状的条件相关地，在保留在储存容器中的金属有机的初始材料之内出现温度波动。温度恢复通常仅能够部分地实现，因为从恒温池到储存容器中的金属有机的初始材料的温度传递仅非常慢地或者缓慢地进行。由此，在经过多个覆层循环时，在储存容器中出现金属有机的初始材料的非限定的冷却。换言之，尤其能够在储存容器之内测量到温度梯度。储存容器中的金属有机的初始材料的与覆层循环的长度和频率以及与储存容器的大小相关的非限定的冷却能够造成待施加的层的不均匀的层厚度分布，由此待施加的层的质量在ALD覆层设备的制造公差的范围内受到损害。在该方面，至今仅测量和调节温度，其中金属有机的初始材料的蒸汽压力的稳定间接地经由恒温池实现，然而这由于缓慢的热传递引起所提到的在储存容器中的温度波动和梯度。储存容器的大小缩放的问题迄今看来是不可解决的。为了提出一种尽管在储存容器中可能存在温度梯度、但是金属有机的初始材料的输送仍具有恒定的或者稳定的材料流的ALD覆层设备，在此所描述的ALD覆层设备利用下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ALD覆层设备(100)，所述ALD覆层设备具有：‑用于金属有机的初始材料(6)的储存容器(1)；和‑包括调节阀(3)、压力表(4)、压力隔板(5)和第一多通阀(10)的装置(2)，其中‑所述装置(2)设置在所述储存容器(1)的下游，并且‑所述第一多通阀(10)能够在处理室(7)和收集室(8)之间切换，其中‑在所述储存容器(1)和所述装置(2)之间设置有第二多通阀(20)，并且‑在所述装置(2)和所述收集室(8)之间设置有第三多通阀(30)，‑所述第二多通阀(20)与所述第三多通阀(30)连接，并且‑经由所述第二多通阀(20)和所述第三多通阀(30)实现将所述金属有机的初始材料(6)的分解产物直接引出到所述收集室(8)中。

【技术特征摘要】
2012.06.19 DE 102012210332.51.一种ALD覆层设备(100)，所述ALD覆层设备具有：-用于金属有机的初始材料(6)的储存容器(1)；和-包括调节阀(3)、压力表(4)、压力隔板(5)和第一多通阀(10)的装置(2)，其中-所述装置(2)设置在所述储存容器(1)的下游，并且-所述第一多通阀(10)能够在处理室(7)和收集室(8)之间切换，其中-在所述储存容器(1)和所述装置(2)之间设置有第二多通阀(20)，并且-在所述装置(2)和所述收集室(8)之间设置有第三多通阀(30)，-所述第二多通阀(20)与所述第三多通阀(30)连接，并且-经由所述第二多通阀(20)和所述第三多通阀(30)实现将所述金属有机的初始材料(6)的分解产物直接引出到所述收集室(8)中。2.一种ALD覆层设备(100)，所述ALD覆层设备具有：-用于金属有机的初始材料(6)的储存容器(1)；和-包括调节阀(3)、压力表(4)、压力隔板(5)和第一多通阀(10)的装置(2)，其中-所述装置(2)设置在所述储存容器(1)的下游，并且-所述第一多通阀(10)能够在处理室(7)和收集室(8)之间切换，其中-在所述第一多通阀(10)和所述处理室(7)之间连接有第四、第五和第六多通阀(40，50，60)，其中-所述第四和第六多通阀(40，60)从所述第一多通阀(10)开始位于通向所述处理室(7)的相同的管路上并且所述第六多通阀(60)设置在所述第四多通阀(40)的下游，-所述第五多通阀(50)位于在所述第四和第六多通阀(40，60)之间的管路上，并且-在所述第五多通阀(50)的下游连接有用于输送载气和/或冲洗气体的气体分配元件(9)。3.根据权利要求1或2所述的ALD覆层设备(100)，其中所述压力表(4)借助所述调节阀(3)来调节所述金属有机的初始材料(6)在所述储存容器(1)和所述压力隔板(5)之间的在时间上恒定的工作压力。4.根据权利要求1或2所述的ALD覆层设备(100)，其中在所述压力表(4)和所述压力隔板(5)之间出现所述金属有机的初始材料(6)的在时间上恒定的下述工作压力：该工作压力与所述金属有机的初始材料(6)在所述储存容器(1)中的工作压力相比更大。5.根据权利要求4所述的ALD覆层设备(100)，其中-当在所述压力表(4)和所述压力隔板(5)之间存在所述金属有机的初始材料(6)的在时间上恒定的工作压力时，所述第一多通阀(10)切换到所述处理室(7)中，-当所述金属有机的初始材料(6)的工作压力偏离在时间上恒定的工作压力时，所述第一多通阀(10)切换到所述收集室(8)中。6.根据权利要求2所述的ALD覆层设备(100)，其中-在所述储存容器(1)和所述装置(2)之间设置有第二多通阀(20)，并且-在所述装置(2)和所述收集室(8)之间设置有第三多通阀(30)，-所述第二多通阀(20)与所述第三多通阀(30)连接，并且-经由所述第二多通阀(20)和所述第三多通阀(30)实现将所述金属有机的初始材料(6)的分解产物直接引出到所述收集室(8)中。7.根据权利要求1所述的ALD覆层设备(100)，其中-在所述第一多通阀(10)和所述处理室(7)之间连接有第四、第五和第六多通阀(40，50，60)，其中-所述第四和第六多通阀(40，60)从所述第一多通阀(10)开始位于通向所述处理室(7)的相同的管路上并且所述第六多通阀(60)设置在所述第四多通阀(40)的下游，-所述第五多通阀(50)位于在所述第四和第六多通阀(40，60)之间的管路上，并且-在所述第五多通阀(50)的下游连接有用于输送载气和/或冲洗气体的气体分配元件(9)。8.根据权利要求1或2所述的ALD覆层设备(100)，其中在所述收集室(8)的下游设置有真空泵(11)。9.一种用于运行用于在衬底上生长至少一个层的ALD覆层设备(100)的方法，所述方法具有下述步骤：-提供ALD覆层设备(100)，所述ALD覆层设备具有：--用于金属有机的初始材料(6)的储存容器(1)；和--包括调节阀(3)、压力表(4)、压力隔板(5)和第一多通阀(10)的装置(2)，其中--所述装置(2)设置在所述储存容器(1)的下游，并且--所述第一多通阀(10)能够在处理室(7)和收集室(8)之间切换；-在所述储存容器(1)中提供所述金属有机的初始材料(...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·波普，马克·菲利彭斯，
申请(专利权)人：欧司朗OLED股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE