[發(fā)明專利]一種新型ALD熱井加熱器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810409221.2
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108660439A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張洪國;王超;尚浩;夏玉明;雷曼;鄭委
• 申請（專利權(quán)）人: 滁州國凱電子科技有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 江蘇斐多律師事務(wù)所 32332
• 代理人: 袁敏

本發(fā)明公開了一種新型ALD熱井加熱器，具體包括:輸出端；內(nèi)導(dǎo)熱管端蓋；外導(dǎo)熱管；內(nèi)導(dǎo)熱管；導(dǎo)熱板；外導(dǎo)熱管端蓋；輸入端。內(nèi)導(dǎo)熱管置于外導(dǎo)熱管中，包括圓柱管和半圓形切口，導(dǎo)熱板包括半圓狀和梯形圓狀。本發(fā)明通過引入多塊導(dǎo)熱板相互交叉和內(nèi)導(dǎo)熱管焊接結(jié)合將腔室內(nèi)未發(fā)生反應(yīng)的殘留氣體通過熱井高溫分解形成無害的氣體排出。該設(shè)計方法可以增加殘留廢氣通過熱井的時間，使得廢氣更充分的發(fā)生分解，確保尾氣排放的安全性，同時，該設(shè)計方法可以使得熱井內(nèi)部溫度更加均勻穩(wěn)定，提高分解效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及原子層沉積(ALD)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種原子層沉積(ALD)系統(tǒng)的熱井加熱器結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

原子層沉積(atomic layer deposition,ALD)，是一種特殊的化學(xué)氣相沉積技術(shù)，是通過將氣相前驅(qū)體脈沖交替通入反應(yīng)室并在沉積基體表面發(fā)生化學(xué)吸附反應(yīng)形成薄膜的一種方法。ALD技術(shù)由于具有獨特的自限制生長原理使得其在微電子工業(yè)和納米材料領(lǐng)域受到重點關(guān)注，2007年Interl公司在半導(dǎo)體工業(yè)45nm技術(shù)節(jié)點上，將ALD沉積的超薄鉻基氧化物薄膜引入金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)器件中，取代傳統(tǒng)的二氧化硅柵介質(zhì)薄膜，獲得了功耗更低、速度更快的酷睿微處理器，近年來，ALD技術(shù)在微電子、光電子、光學(xué)、納米技術(shù)、微機械系統(tǒng)、能源、催化、生物醫(yī)用、顯示器、耐腐蝕及密封涂層等領(lǐng)域的研究方興未艾，呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，ALD設(shè)備和ALD材料市場也正經(jīng)歷著快速的發(fā)展和成長。

ALD尾氣處理的的核心部件-熱井的設(shè)計是決定ALD尾氣排放安全性的重要部位，常見ALD熱井結(jié)構(gòu)大致可以分為三種：直通式、螺旋式和過濾式。其中直通式熱井，也是目前最常見的一種熱井方式，顧名思義是殘留前驅(qū)體源垂直通過熱井，氣流走向為直流型，其結(jié)構(gòu)簡單，廢氣通過熱井的時間較短，尾氣抽取所需的能量小，更加節(jié)能，但同樣由于廢氣通過熱井的時間比較短，容易導(dǎo)致廢氣未完全分解就被排出，不能保證尾氣排放的安全性。螺旋式熱井是熱井內(nèi)部管道呈現(xiàn)螺旋式柱狀結(jié)構(gòu)，廢氣通過熱井的氣流走向為螺旋式，增加流道長度，使得廢氣通過熱井的時間大大增加，廢氣能夠更好的發(fā)生高溫分解，但由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，導(dǎo)致熱井的加工工藝難度較大，增加了設(shè)備的成本，同時尾氣抽取消耗的能量更多。過濾式熱井是在直通式的基礎(chǔ)上加上過濾裝置，其基本原理和直通式相同，靠內(nèi)部增加的過濾裝置將有害物質(zhì)吸附留下，所以相對于直通式和螺旋式來說不需要太高的溫度，但是通過熱井的廢氣可以是多樣的，不能保證過濾裝置對每一種廢氣都能有效吸附，所以更傾向于單一的廢氣處理，在ALD實際應(yīng)用中幾乎很少見。

目前生產(chǎn)和開發(fā)的ALD設(shè)備，大多數(shù)還是用于科研實驗的基礎(chǔ)型，綜合成本和使用情況，熱井的結(jié)構(gòu)仍以直通式居多，存在廢氣不能完全分解的危險，在ALD設(shè)備開發(fā)研究中迫切需要一種裝置來改進熱井的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得其在不影響整體效率和不增加成本的基礎(chǔ)上，提高腔室內(nèi)未反應(yīng)前驅(qū)體源的分解效率，確保尾氣排放的安全性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種新型ALD熱井加熱器，該新型熱井加熱器可以增加殘留廢氣通過熱井的時間，使得廢氣更充分的發(fā)生分解，確保尾氣排放的安全性，同時，該設(shè)計方法可以使得熱井內(nèi)部溫度更加均勻穩(wěn)定，提高分解效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種新型ALD熱井加熱器，包括輸出端、內(nèi)導(dǎo)熱管端蓋、外導(dǎo)熱管、內(nèi)導(dǎo)熱管、導(dǎo)熱板、外導(dǎo)熱管端蓋、輸入端；所述的內(nèi)導(dǎo)熱管端蓋位于內(nèi)導(dǎo)熱管的兩端，與輸出端、輸入端連接；其邊緣與外導(dǎo)熱管內(nèi)壁連接；所述的外導(dǎo)熱管為圓柱狀，連接外導(dǎo)熱管端蓋；所述的內(nèi)導(dǎo)熱管置于外導(dǎo)熱管中，包括圓柱管和半圓形切口；所述的導(dǎo)熱板嵌在內(nèi)導(dǎo)熱管中；所述的外導(dǎo)熱管端蓋連接外導(dǎo)熱管，并固定在ALD設(shè)備中,連接設(shè)備和熱井。輸入端是腔室內(nèi)殘留氣體進入熱井的通道入口，分解后的氣體從輸出端排出。

進一步的，所述的導(dǎo)熱板包括半圓狀和梯形圓狀，其中半圓狀直徑和內(nèi)導(dǎo)熱管外徑相同，梯形圓狀直徑和內(nèi)導(dǎo)熱管內(nèi)徑相同，便于導(dǎo)熱板和內(nèi)導(dǎo)熱管安裝時的定位。