本发明专利技术公开了一种固态前驱体源升华装置，包括固态源瓶主体，固态源瓶主体顶部的上盖板上设置有填料管以及进气管、出气管，出气管的下端终止于上盖板的下端面，其上端通过管路连通薄膜沉积腔体，管路上包裹有加热套；固态源瓶主体内设置有铜衬套，铜衬套卡接密封在上盖板与固态源瓶主体的底壁之间，固态源瓶主体内设置有缠绕在铜衬套外部的加热线圈；铜衬套内的中部设置有丝网过滤垫；铜衬套的底部设置有粉末防漏垫、气体分流板，填料管的下端穿过丝网过滤垫、终止于粉末防漏垫上方；气体分流板下端面设置有气道以及多个与气道连通的出气孔，进气管下端与气道连通。本发明专利技术能够更好的有助于固态源的升华，提高了固态源的使用效率。率。率。
【技术实现步骤摘要】
固态前驱体源升华装置
[0001]在本专利技术涉及前驱体源升华领域，尤其涉及一种固态前驱体源升华装置。
技术介绍
[0002]粉末材料的表面镀膜或包覆有多种方式，其中，最重要的化学气相反应镀膜(或包覆)的主要方法包括：化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)以及分子层沉积(MLD)。化学气相沉积的特征是在气相环境中，通过同时导入多种反应气体，通过反应气体在基体材料表面发生反应，生长形成薄膜包覆材料，这种技术一般使用在薄膜厚度较大，反应速度较高的工艺中。原子层沉积或分子层沉积的特征是在气相环境中，分别导入反应前驱体或气体，并引入气体清洗机制，实现沉积材料以单原子层的形式一层一层生长在基底的表面。
[0003]近期，原子层沉积技术被应用于粉体材料，例如：锂电池材料、金属粉末材料、纳米粉体材料、药剂粉末等材料中。前驱体是ALD、MLD、CVD等镀膜方式的反应源，用来生长特定的薄膜材料。
[0004]一般常见的前驱体（如三甲基铝、去离子水等）是以液态形式存在，由于其较高的蒸汽压，液体的前驱体一般使用鼓泡瓶方式，比较容易被输运到反应腔室。除此之外，还有许多前驱体是以固态或固态粉末形式存在，例如：四(二甲氨基)锆、三甲基钢、叔丁醇锂等，一般称之为固态源，它是一类饱和蒸气压比较低的前驱体物质，而饱和蒸气压越低，前驱体物质就越难输运到反应腔室，因此，其利用效率越低。
[0005]现有技术的固态前驱体在进入到反应腔体反应时，由于固态前驱体存在蒸汽压较低的情况，固态前驱体不易进入到反应腔体反应，固态前驱体易滞留在源瓶或相应的管路中，进而容易堵塞相应的管路，以及造成前驱体源之间的交叉污染，且使得前驱体源反应不充分或无法参与反应。此外，目前的固态前驱体升华装置存在载气与蒸汽接触时间短、混合不均匀，前驱体蒸汽在载气中的浓度不稳定，沉积后期载入沉积室的前驱体剂量较少，进而不能完全吸附基体表面，造成薄膜缺陷。
技术实现思路
[0006]为克服上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种能够更好的有助于固态源的升华，提高了固态源的使用效率的固态前驱体源升华装置。
[0007]为了达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种固态前驱体源升华装置，包括固态源瓶主体，所述固态源瓶主体顶部的上盖板上设置有填料管以及带有阀门的进气管、出气管，所述出气管的下端终止于上盖板的下端面，所述出气管的上端通过管路连通薄膜沉积腔体，所述管路上包裹有加热套；所述固态源瓶主体内设置有铜衬套，所述铜衬套卡接密封在上盖板与固态源瓶主体的底壁之间，所述固态源瓶主体内设置有缠绕在铜衬套外部的加热线圈；所述铜衬套内的中部设置有丝网过滤垫；所述铜衬套的底部从上至下依次设置有粉末防漏垫、气体分流板，所述填料管的下端穿过丝网过滤垫、终止于粉末防漏垫上方；所述气体分流板下端面设置有气道，所述气体分流板上设置有多个与气道连通的出气
孔，所述进气管下端穿过丝网过滤垫并与气体分流板下端面的气道连通。
[0008]作为本专利技术的进一步改进是，所述气道包括多圈以气体分流板的中心作为圆心的环形气道、多条以气体分流板的中心作为起点并向四周发散的径向气道，所述出气孔设置在环形气道与径向气道的相交处。各个出气孔都相互连通起来，惰性的载气可以从气体分流板的中心通过环形气道、径向气道输送到各个出气孔，并均匀、顺畅的从各个出气孔出去。
[0009]作为本专利技术的进一步改进是，所述出气孔的直径由中心向外逐渐变大。使得惰性载气的扩散更为均匀，载气从而可以完全通过粉末防漏垫，均匀的吹散固态源粉末颗粒，有助于固态源的升华，提高固态源的使用效率。
[0010]作为本专利技术的进一步改进是，所述铜衬套的内表面设置有聚四氟乙烯涂层。聚四氟乙烯涂层作为“不粘涂层”，使得升华前的固态源粉末颗粒以及升华后的蒸汽都不会附着于铜衬套的内壁上，可以很顺滑的被惰性载气携带至出气管的阀门处，最终送至薄膜沉积腔体。
[0011]作为本专利技术的进一步改进是，所述加热线圈的材质为铜，所述加热线圈与PID温控器连接。铜线圈可以加热至500℃以上，加热稳定且均衡。
[0012]优选地，所述粉末防漏垫采用厚度为10丝的不锈钢丝网，其过滤孔径为1
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1000μm。保证粉末防漏垫薄度，保证了惰性载气的吹扫强度。
[0013]作为本专利技术的进一步改进是，所述填料管的上端焊接有VCR卡套管，所述VCR卡套管的管口可拆卸的连接有VCR管帽。
[0014]作为本专利技术的进一步改进是，所述加热线圈的外部套设有保温套，所述保温套的外表面包裹有隔热套，所述保温套、隔热套均卡设在上盖板与固态源瓶主体的底壁之间。保温套能够使得加热线圈所产生的温度恒定，且不会散失太多的热量，保证固态前驱体源升华时温度的均衡性；隔热套也起到内部保温的作用，而且可以防止固态源瓶主体的外侧温度过高，防止烫伤。
[0015]优选地，所述上盖板通过螺栓与固态源瓶主体的顶部可拆卸连接；所述上盖板与固态源瓶主体之间、铜衬套与上盖板之间、铜衬套与底壁之间均设置有密封圈。通过双层密封圈的设置，保证了整个固态前驱体源升华装置的气密性。
[0016]优选地，所述上盖板上设置有热电偶，所述热电偶的下端伸入固态源瓶主体，并位于丝网过滤垫的上方。热电偶用以实时监测固态前驱体源升华时的温度，从而进行温度反馈，实时调节加热线圈的温度，使得固态源升华达到一个最合适且均衡的温度，实现了精准控制。
[0017]本专利技术固态前驱体源升华装置的有益效果是：丝网过滤垫将铜衬套分隔呈上方的释放腔和下方的升华腔，惰性的载气从进气管通向气体分流板下端面的气道，再由气道输送至出气孔，最终从出气孔吹向的粉末防漏垫，缠绕在铜衬套外部的加热线圈用以均匀的高温加热铜衬套，粉末防漏垫用以防止固态源粉末掉入气体分流板下方，从气体分流板喷射至粉末防漏垫的惰性载气能均匀的散出。通过均匀的高温加热、由气体分流板与粉末防漏垫的配合从而实现惰性载气均匀的吹扫，可以不断使得固态源粉末在升华腔内升华，并聚集在丝网过滤垫下方，并逐步通过丝网过滤垫进入到释放腔内，在释放腔到达一个稳压的环境，最终从出气管的阀门排出，这种情况下固
态前驱体蒸汽压力均衡，载气与蒸汽接触时间长且混合均匀，前驱体蒸汽在载气中的浓度稳定，从而使得进入薄膜沉积腔体反应的前驱体蒸汽浓度稳定，薄膜质量有显著提升；在出气管阀门至薄膜沉积腔体的这段管路上包裹加热套，对其不断加热，可以减少固态源蒸汽在管路中的冷凝沉积，解决了固态源蒸汽进入输运管路的阻塞问题。
附图说明
[0018]图1为本实施例的立体图；图2为本实施例的侧视图；图3为图2中A
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A的剖视图；图4为图3中B处的局部放大图；图5为图3中C处的局部放大图；图6为本实施例中铜衬套、加热线圈配合的第一角度的立体图；图7为本实施例中铜衬套、加热线圈配合的第二角度的立体图；图8为本实施例中粉末防漏垫与气体分流板配合的侧视图；图9为本实施例中气体分流板的结构示意图。
[0019]图中：1
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固态源瓶主体；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种固态前驱体源升华装置，包括固态源瓶主体（1），所述固态源瓶主体（1）顶部的上盖板（1a）上设置有填料管（2）以及带有阀门的进气管（3）、出气管（4），所述出气管（4）的下端终止于上盖板（1a）的下端面，其特征在于：所述出气管（4）的上端通过管路连通薄膜沉积腔体，所述管路上包裹有加热套；所述固态源瓶主体（1）内设置有铜衬套（15），所述铜衬套（15）卡接密封在上盖板（1a）与固态源瓶主体（1）的底壁（1b）之间，所述固态源瓶主体（1）内设置有缠绕在铜衬套（15）外部的加热线圈（5）；所述铜衬套（15）内的中部设置有丝网过滤垫（6）；所述铜衬套（15）的底部从上至下依次设置有粉末防漏垫（7）、气体分流板（8），所述填料管（2）的下端穿过丝网过滤垫（6）、终止于粉末防漏垫（7）上方；所述气体分流板（8）下端面设置有气道，所述气体分流板（8）上设置有多个与气道连通的出气孔（9），所述进气管（3）下端穿过丝网过滤垫（6）并与气道连通。2.根据权利要求1所述的固态前驱体源升华装置，其特征在于：所述气道包括多圈以气体分流板（8）的中心作为圆心的环形气道（10）、多条以气体分流板（8）的中心作为起点并向四周发散的径向气道（11），所述出气孔（9）设置在环形气道（10）与径向气道（11）的相交处。3.根据权利要求2所述的固态前驱体源升华装置，其特征在于：所述出气孔（9）的直径由中心向外逐渐变大。4.根据权利要求1所述的固态前驱...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洪国，夏益伟，郎陈子航，刘磊，唐继远，王旭敏，
申请(专利权)人：江苏鹏举半导体设备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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