[發明專利]用于通過運載氣體輸送物質的改進的起泡器

有效

• 申請號: 200680042933.0
• 申請日: 2006-10-12
• 公開（公告）號: CN101310042A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: H·坎寧;G·威廉姆斯;R·奧德拉;R·坎喬利亞
• 申請（專利權）人: 西格瑪－奧吉奇公司
• 主分類號: C23C16/448
• 分類號: C23C16/448
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 范莉

技術領域

本發明涉及一種用于通過運載氣體輸送物質的改進的起泡器，并且涉及輸送被物質滲透的運載氣體的方法。特別地，本發明涉及一種輸送金屬有機物前體以用于化學氣相沉積技術的改進的起泡器。

背景技術

在半導體工業中，通常的慣例是電子裝置通過化學氣相沉積(CVD)工藝而生產。將一種液態或固態前體提供于起泡器中，運載氣體(如氫氣)可以經由浸漬管通過起泡器起泡，從而所述氣體變得充滿了所述前體。所述運載氣體/前體的氣相混合物隨后以可控速率被送入外延反應器。這種系統用于硅和化合物半導體的制造。重要的是氣相化學成分的濃度要非常地穩定。但是，傳統的單使用型起泡器所提供的溝槽和不均勻表面會導致產品的可變汽化，從而引起氣相濃度的波動。這種波動不利于沉積過程。這對于固態前體(如三甲基銦(trimethyindium))的情況尤其顯著。

在金屬有機物氣相外延系統(MOVPE)中，在制造具有三層或四層的非常復雜的裝置結構時，進入到反應室中的穩定的、可控的前體流是關鍵因素。歷史上，簡單的起泡器設計已經被應用于執行這個任務，其中運載氣體流和源溫度控制能夠提供適當穩定的系統。但是，施加在MOVPE設備上的增加的容量需求使得其必須具有增加的流量和更大的起泡器。簡單的單汲取管型起泡器不再適合于滿足這些需求。

2002年6月27日公開的美國專利申請No.09/870,245和歐洲專利申請公開號No.1160355(Shipley?Company?LLC)描述了一種起泡器，其具有多孔材料(例如包含于起泡器的圓錐段中的玻璃料)以將固體材料保持在所述起泡器中并引導運載氣體流穿過所述固體材料。所述玻璃料有助于提供穩定的運載氣體流穿過所述固體材料。但是，所述玻璃料為運載氣體流過所述材料提供了隨機的通道。這可能導致發生干涉，從而降低所述玻璃料的有效性。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種改進的起泡器，其允許加強通過運載氣體輸送物質，尤其但不是唯一地用于輸送金屬有機化合物，以用于化學氣相沉積工藝。

本發明的另一個目的是提供一種通過運載氣體輸送物質(諸如金屬有機化合物)的改進的方法，以用于化學沉積工藝。

因此，本發明的第一個方面是提供一種起泡器，其包括容納有一種物質的密封容器，所述容器具有用于輸送運載氣體進出所述容器的進口和出口，所述進口或出口與延伸到所述容器中的導管相連，所述容器設有位于所述進口和所述出口之間的元件，所述元件中以預定間距設有多個孔。

所述容器大致為細長圓筒形式。優選地，所述元件由無孔材料制成。更優選地，所述元件由金屬制成，諸如不銹鋼。所述元件優選地橫向于所述容器的縱向延伸。所述元件優選是圓形的，其周長遵循所述容器的內側輪廓。所述元件優選地為基本平坦的，例如以盤片的形式。優選地，所述元件基本上跨越所述容器的整個橫截面延伸。所述元件優選地設置于所述容器的下部中。

所述元件優選地從所述導管向外延伸。優選地，所述元件從所述導管的自由端延伸。例如，所述元件可以被焊接到所述導管上。

優選地，所述帶孔的元件包括通過側面連接的上表面和下表面。優選地，所述上表面中設置有多個孔，且所述上表面從所述導管的端部向外延伸。可替換地，所述導管的端部可延伸到形成于所述上表面和下表面之間的空腔內。所述下表面優選地為實心的。以這種方式，所述運載氣體可以穿過所述孔并被導向入汲取管，反之亦然。優選地，所述元件為截頂圓筒的形式，其中所述上表面和下表面為圓形盤片。

提供于所述元件中的孔為預定間距的，以保證所述運載氣體基本上穿越容器的全部橫截面積擴散，并有助于提供穿過容納于所述容器內的物質的均勻的運載氣體流。設置在所述元件中的孔的尺寸和密度對提供最佳吸收和運載氣體混合物流量來說是重要的。假設保持最佳密度，孔的布置可以是隨機的或為幾何圖形，諸如以同心圓的形式。但是，更優選地，孔的布置是隨機的。

所述孔的密度優選地在每平方厘米5至25個的范圍內，更優選的是每平方厘米10至20個孔。所述孔的直徑優選地小于0.5mm，更優選地為0.1至0.2mm，尤其為0.15mm。

在本發明的一個優選實施例中，所述容器包括一內腔室和一外腔室，所述內腔室包括所述導管。所述元件優選地穿過所述內腔室和外腔室橫向地延伸。更優選地，所述腔室為圓筒形的。優選的是，所述內腔室的直徑大約為外腔室直徑的三分之一。

所述內腔室的直徑優選地為至少20mm，更優選地至少為25mm。所述外腔室的直徑優選地為至少75mm，更優選地為至少80mm。