[發明專利]一種基于超臨界流體脈沖的半導體薄膜可控生長系統

有效

• 申請號: 202010950475.2
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112144042B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 徐琴琴;柳寶林;銀建中;王啟搏;王志剛
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/52
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 劉秋彤;梅洪玉

1.一種基于超臨界流體脈沖的半導體薄膜可控生長系統，其特征在于，所述半導體薄膜可控生長系統包括超臨界CO₂產生模塊、前驅體溶解模塊、反應沉積室(5)、反應氣體供應模塊、廢氣回收罐(7)、六通閥(42)和控制模塊；

所述的超臨界CO₂產生模塊連接前驅體溶解模塊，實現前驅體在超臨界CO₂中的溶解；超臨界CO₂產生模塊以及前驅體溶解模塊均通過六通閥(42)與反應沉積室(5)相連；反應沉積室(5)還分別與反應氣體供應模塊、廢氣回收罐(7)、控制模塊相連；控制模塊對反應沉積室(5)進行溫度、壓力和流速的調節；六通閥(42)能夠精準控制超臨界CO₂、含前驅體的超臨界CO₂的用量，進行薄膜的可控生長；

所述的廢氣回收罐(7)與反應沉積室(5)之間的管路包括兩條，其中一條上依次設置背壓閥(61)、針閥(62)；另一條上依次設置質量流量計C(71)、電動球閥(72)，質量流量計C(71)、電動球閥(72)均與控制模塊相連。

2.根據權利要求1所述的一種基于超臨界流體脈沖的半導體薄膜可控生長系統，其特征在于，所述的超臨界CO₂產生模塊包括依次通過管路相連的CO₂氣瓶(21)、冷凝器(22)、CO₂過濾器(23)和CO₂緩沖罐(26)；CO₂過濾器(23)和CO₂緩沖罐(26)之間的管路上設置柱塞泵(24)和止回閥(25)；CO₂緩沖罐(26)的另一端通過管路連接三通閥，三通閥的另外兩個支路分別通向六通閥(42)和前驅體溶解模塊。

3.根據權利要求1所述的一種基于超臨界流體脈沖的半導體薄膜可控生長系統，其特征在于，所述的反應氣體供應模塊包括依次通過管路相連的反應氣反應氣瓶(11)、反應氣過濾器(12)、反應氣緩沖罐(13)、閥門A(14)和質量流量計A(15)；質量流量計A(15)分別與反應沉積室(5)和控制系統相連。

4.根據權利要求1所述的一種基于超臨界流體脈沖的半導體薄膜可控生長系統，其特征在于，所述的前驅體溶解模塊包括前驅體溶解罐A(331)和前驅體溶解罐B(332)，從CO₂緩沖罐(26)通往前驅體溶解罐方向的管路上依次連接閥門B(27)和三通閥，三通閥另兩個支路分別連接前驅體溶解罐A(331)和前驅體溶解罐B(332)，其中，三通閥與前驅體溶解罐A(331)之間的管路上設置減壓閥A(311)，三通閥與前驅體溶解罐B(332)之間的管路上設置減壓閥B(312)；前驅體溶解罐A(331)和前驅體溶解罐B(332)的出口管路上分別設置閥門C(341)、閥門D(342)；兩個出口管路通過三通閥匯總與六通閥(42)相連；三通閥與六通閥(42)之間設置閥門F(43)；所述的前驅體溶解罐A(331)和前驅體溶解罐B(332)底部分別設置磁力攪拌器A(321)、磁力攪拌器B(322)。

5.根據權利要求1所述的一種基于超臨界流體脈沖的半導體薄膜可控生長系統，其特征在于，從CO₂緩沖罐(26)通往六通閥(42)的管路上設置閥門E(41)；六通閥(42)與反應沉積室(5)相連，之間的管路上依次設置質量流量計B(44)、球閥(45)；質量流量計B(44)與控制模塊相連。

6.根據權利要求1所述的一種基于超臨界流體脈沖的半導體薄膜可控生長系統，其特征在于，所述的控制模塊包括壓力控制系統(81)、溫度控制系統(82)、流速控制系統(83)；實現反應沉積室(5)溫度、壓力和流速的調節。