[發明專利]形成含準金屬材料的沉積系統和方法

無效

• 申請號: 201380016305.5
• 申請日: 2013-02-14
• 公開（公告）號: CN104204289A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 賓·阮;邁克爾·特爾根霍夫
• 申請（專利權）人: 道康寧公司
• 主分類號: C23C16/24
• 分類號: C23C16/24;C23C16/452
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 高瑜;鄭霞

發明背景

本發明整體上涉及沉積系統，更具體地，其涉及形成含準金屬材料的沉積系統，以及利用所述沉積系統形成所述含準金屬材料的方法。

在本領域中，準金屬化合物，比如準金屬氫化物(hydrometalloid?compounds)，是眾所周知的，它被用于多種用途。例如，某些準金屬氫化物常用于沉積，如化學氣相沉積，以在襯底上形成含準金屬的層。然而，用于沉積的準金屬氫化物有可能自燃，例如，一旦暴露在空氣和/或濕氣中，這些準金屬氫化物可能會自發燃燒。因此，對設備和人的生命而言，這些常規反應造成極大的隱患。此外，因為這些準金屬氫化物通常都具有自燃性，或者至少是易燃性，在完成其制備后和最終使用其之前，如在化學氣相沉積之前，儲存和/或運輸這些準金屬氫化物既困難又危險。

發明內容

本發明提供一種利用沉積系統形成含準金屬材料的方法。在第一實施例中，該沉積系統包括至少一個低容量按需反應器，其與沉積裝置間接聯接并間接流體連通。在所述第一實施例中，該方法包括在低容量按需反應器中制備一種準金屬氫化物。所述方法進一步包括，將在低容量按需反應器中制備的準金屬氫化物間接輸送至所述沉積裝置。最后，該方法包括利用該沉積裝置形成所述含準金屬材料。

在第二實施例中，該沉積系統包括至少一個低容量按需反應器，其與沉積裝置聯接并流體連通。在該第二實施例中，所述方法包括在低容量按需反應器中通過前體化合物制備準金屬氫化物，所述前體化合物包括至少一個與準金屬原子鍵合的非氫取代基。所述方法進一步包括將在低容量按需反應器中制備的準金屬氫化物輸送至沉積裝置。最后，所述方法包括在沉積裝置中形成所述含準金屬材料。

本發明還提供一種沉積系統，其用于形成所述含準金屬材料。該沉積系統包括至少一個用于制備準金屬氫化物的低容量按需反應器。所述沉積系統還包括沉積裝置，其與至少一個低容量按需反應器間接聯接并間接流體連通。

具體實施方式

本發明提供一種形成含準金屬材料的方法，以及一種形成所述含準金屬材料的沉積系統。該沉積系統和方法尤其適合形成用于光伏電池組件的含準金屬材料。然而，該沉積系統和方法也可用于形成供除光伏電池組件之外的其他工業和應用中使用的含準金屬材料。

形成所述含準金屬材料的方法利用了沉積系統，其包含至少一個與沉積裝置聯接并流體連通的低容量按需反應器。

該低容量按需反應器由前體化合物制備準金屬氫化物。該低容量按需反應器可以是任意反應器，其具有不大于30升，或者不大于15升，或者不大于2升的前體化合物的總體積，只要反應器能夠啟動由前體化合物制備準金屬氫化物，或者，能夠在少于60分鐘，或少于15分鐘，或少于2分鐘的時間段內終止由前體化合物制備準金屬氫化物。本文所述關于所述低容量按需反應器的終止準金屬氫化物制備的能力的時間段涉及反應器的常規關閉程序，并非涉及自發和不良的終止，例如，反應器的爆炸。

該前體化合物的選擇是基于若干因素，如所需的準金屬氫化物以及所使用的低容量按需反應器。該前體化合物包括至少一個準金屬原子，還可包括至少一個與準金屬原子鍵合的取代基，其可根據所使用的低容量按需反應器和在所選擇的低容量按需反應器中采用的特定反應而變化。

在某些實施例中，該低容量按需反應器是一個微反應器。與常規反應器相比，微反應器具有更大的表面積與體積比，因而其單位體積傳熱大大多于常規反應器。在某些實施例中，該微反應器界定了至少一個用于制備準金屬氫化物的反應室。該微反應器的反應室通常具有至少1500:1，或者至少2000:1，或者至少2250:1，或者至少2400:1，或者為2450-2550:1的表面積與體積比。該微反應器總容積通常為25-89毫升，或者35-79毫升，或者45-79毫升，或者50-74毫升。然而，微反應器的總容積可以大于或小于上述總容積，這取決于微型反應器的直徑和尺寸。通常，該微反應器的每個容積空間或反應室的最大內部尺寸小于1mm。上述總容積涉及微反應器所限定的內部容積，所述微反應器中存在前體化合物和/或準金屬氫化物。該微反應器一般由惰性材料制成，如玻璃或玻璃基材料，例如硼硅玻璃。一個合適的微反應器的實例為Advanced-Flow^TM反應器，其在紐約康寧的康寧公司(Corning?Incorporated?of?Corning,New?York)有售。另一個合適的微反應器的實例在美國專利No.7,007,709中有所描述，其以全文引用的方式并入本發明中。