遞送裝置、其制備方法以及包含該遞送裝置的制品的制作方法
【專利說(shuō)明】遞送裝置、其制備方法以及包含該遞送裝置的制品
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本公開要求2014年I月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/928，525號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容被納入本文作為參考。
[0003]背景
[0004]本發(fā)明涉及遞送裝置，其制備方法以及包含該遞送裝置的制品。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及用來(lái)將液體前體化合物以蒸氣相輸送到反應(yīng)器的高輸出量、大容量輸送裝置。
[0005]包含第II1-V族化合物的半導(dǎo)體用于很多電子裝置和光電子裝置的生產(chǎn)，例如用于激光器、發(fā)光二極管(LED)、光電檢測(cè)器等。這些裝置包括不同組成、厚度為零點(diǎn)幾微米至幾微米的不同的單晶層。使用有機(jī)金屬化合物的化學(xué)氣相沉積(CVD)法被廣泛用于沉積金屬薄膜或半導(dǎo)體薄膜，例如用來(lái)沉積第πι-v族化合物的膜。這些有機(jī)金屬化合物可以是液態(tài)或固態(tài)的。
[0006]在CVD法中，通常將反應(yīng)性氣流輸送到反應(yīng)器，在電子裝置和光電子裝置上沉積所需的膜。這些反應(yīng)性氣流全部是氣體，或由被前體化合物蒸氣飽和的載氣(例如氫氣)組成。當(dāng)所述前體化合物是液體的時(shí)候，在輸送裝置(即鼓泡器)中使得載氣(鼓泡)通過(guò)液態(tài)前體化合物，得到反應(yīng)性氣流。
[0007]圖1示出從遞送裝置100向反應(yīng)器(未示出)傳輸前體蒸氣的常用方法。與進(jìn)口102連接的浸漬管103用于將載氣傳輸至液態(tài)前體106，而出口 104用于將載氣和前體蒸氣一起傳輸至反應(yīng)器。載氣流動(dòng)通過(guò)簡(jiǎn)易的具有平頭端(butt-ended)的浸漬管103，在浸漬管200(有時(shí)稱為噴射器)的末端產(chǎn)生顫動(dòng)。顫動(dòng)使得所述前體回濺到浸漬管中，導(dǎo)致靠近浸漬管末端的內(nèi)浸漬管表面持續(xù)潤(rùn)濕。很多前體對(duì)氧和濕氣敏感，當(dāng)暴露于即使是純度最高的載氣中的殘留濕氣和氧時(shí)，容易形成固體反應(yīng)性產(chǎn)物108。使用過(guò)程中，反應(yīng)性產(chǎn)物108累積在浸漬管103內(nèi)部。例如，當(dāng)遞送裝置100中包含的液體是三甲基鎵時(shí)，在浸漬管103的內(nèi)部表面上產(chǎn)生氫氧化鎵/氧化鎵反應(yīng)產(chǎn)物108的固體硬皮。隨著沉積在該內(nèi)部表面上的反應(yīng)性產(chǎn)物108的量增大，其縮小了載氣的流通路徑，最終阻礙載氣流動(dòng)通過(guò)遞送裝置100。如Woelk等的美國(guó)專利第8，555，809號(hào)所述，這是持續(xù)從儲(chǔ)存室進(jìn)料的永久性安裝的遞送裝置中的主要問(wèn)題。
[0008]Markowicz的EP0210476A1嘗試通過(guò)重新設(shè)計(jì)浸漬管的底部來(lái)阻止形成大氣泡并促進(jìn)小氣泡的形成。它教導(dǎo)了可以將浸漬管在其下端進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋C(jī)器加工，以提供多個(gè)開口，例如，切割其側(cè)壁以使大量小氣泡從浸漬管逸出。開口的形狀可以變化，以適應(yīng)使用不同材料帶來(lái)的不同需求。或者，可以對(duì)浸漬管的底部部分進(jìn)行燒結(jié)，使其中具有多個(gè)小直徑的開口。它詳述了浸漬管下端的密封，在其中和/或浸漬管的下部提供一個(gè)或多個(gè)小開口。浸漬管延伸至圓柱體底部，在浸漬管下部提供一個(gè)或多個(gè)開口。
[0009]因此，需要用于遞送裝置的浸漬管末端的其他設(shè)計(jì)方案，防止反應(yīng)性產(chǎn)物在浸漬管的內(nèi)側(cè)表面上累積。
[0010]概述
[0011]本文公開了一種遞送裝置，其包括腔室、氣體進(jìn)口、氣體出口、浸漬管和套筒，所述浸漬管包含在所述腔室中并且具有上部和下部，所述浸漬管的上部與所述氣體進(jìn)口流體連通，并且可操作以允許載氣進(jìn)入，所述浸漬管的下部延伸進(jìn)入所述腔室，所述浸漬管的下部在出口端終止，所述套筒具有第一端和第二端，所述第一端與所述浸漬管的下部過(guò)盈配合(interference fit)，所述套筒在受到干擾時(shí)發(fā)生振動(dòng)。
[0012]本文還公開了一種方法，所述方法包括將載氣通過(guò)浸漬管排出至遞送裝置，所述遞送裝置包括腔室、氣體進(jìn)口、氣體出口、浸漬管和套筒，所述浸漬管包含在所述腔室中并且具有上部和下部，所述浸漬管的上部與所述氣體進(jìn)口流體連通，并且可操作以允許載氣進(jìn)入，所述浸漬管的下部延伸進(jìn)入所述腔室，所述浸漬管的下部在出口端終止，所述套筒具有第一端和第二端，所述第一端與所述浸漬管的下部過(guò)盈配合，所述套筒在受到干擾時(shí)發(fā)生振動(dòng)；隨著載氣從穿孔部件中排出，促進(jìn)套筒中的振動(dòng)；以及將所述載氣從氣體出口傳輸至所述遞送裝置外部的位點(diǎn)。
[0013]附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0014]圖1示出從遞送裝置100向反應(yīng)器(未示出)傳輸前體蒸氣的常用方法；
[0015]圖2示出一個(gè)示例性遞送裝置，其中所述浸漬管具有能促進(jìn)振動(dòng)的套筒；
[0016]圖3示出另一個(gè)示例性遞送裝置，其中所述浸漬管具有能促進(jìn)振動(dòng)的套筒；
[0017]圖4⑷示出沿套筒的垂直中心軸的示例性截面視圖；
[0018]圖4(B)示出當(dāng)套筒與穿孔部件接觸時(shí)，沿套筒的垂直中心軸的示例性截面視圖；
[0019]圖5⑷示出具有狹縫的套筒的側(cè)視圖；
[0020]圖5(B)示出具有狹縫的套筒的仰視圖；
[0021]圖6(A)，6(B)和6(C)示出不同的狹縫設(shè)計(jì)，所述狹縫可以具有不同的幾何形狀；以及
[0022]圖7示出具有錐形狹縫的套筒。
[0023]發(fā)明詳述
[0024]應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)描述一種元件在另一元件“之上”的時(shí)候，所述元件可以直接位于另一元件上，或者可以在這兩個(gè)元件之間設(shè)置有插入元件。與之相對(duì)的是，如果稱一種元件“直接”位于另一元件“之上”，則不存在插入元件。在本文中，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)的所述對(duì)象中一種或多種的任意組合以及全部組合。在本文中，“基材”表示通過(guò)氣相沉積將含金屬膜沉積其上的任意表面。
[0025]應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本文中用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受到這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用于將一種元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一種元件、部件、區(qū)域、層或部分區(qū)別開。因此，下文討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分也可以記作第二元件、部件、區(qū)域、層或部分，而不會(huì)背離本發(fā)明的內(nèi)容。
[0026]本文所用的術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)描述具體的實(shí)施方式，而不是用于限制。如本文中所用，單數(shù)形式的“一個(gè)”，“一種”和“該”也包括復(fù)數(shù)的指代物，除非文本中有另外的明確表示。還應(yīng)當(dāng)理解，在說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”，或者“含有”和/或“含有……的”表示存在所述特征、區(qū)域、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或加入一種或多種其它的特征、區(qū)域、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的情況。
[0027]另外，在本文中，用相對(duì)術(shù)語(yǔ)，例如“下部的”或“底部”以及“上部的”或“頂部”來(lái)描述附圖所示的一種元件相對(duì)于另一種元件的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，相對(duì)術(shù)語(yǔ)除了圖中所示的取向之外，包括裝置的不同取向。例如，如果將圖中的裝置顛倒，則此前描述為位于另外的元件的“下”方的元件將描述為位于另外的元件的“上”方。因此，根據(jù)附圖的具體取向，示例性的術(shù)語(yǔ)“下部的”包括“下部”和“上部”的取向。類似地，如果附圖中的裝置顛倒，之前描述為位于其他元件“以下”或“之下”的元件可以描述為位于其他元件“之上”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“以下”或“之下”可以同時(shí)包括以上和以下的取向。
[0028]空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，例如“下方”、“以下”、“之下”、“之上”、“上方”等在本文中用于方便地描述附圖中一種元素或特征與另一種元素或特征的相互關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)除了附圖中所示的取向之外，包括在使用或操作時(shí)裝置的不同取向。例如，如果附圖中的裝置顛倒，之前描述為位于其他元件或特征“以下”或“之下”的元件可以描述為位于其他元件或特征“之上”。因此，示例性的術(shù)語(yǔ)“之下”可以同時(shí)包括之上和之下的方位。所述裝置可以以其它方式取向(旋轉(zhuǎn)90度或按照其他取向)并相應(yīng)地對(duì)本文使用的空間相對(duì)描述用語(yǔ)進(jìn)行解釋。
[0029]除非另外定義，否則，本文中使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常所理解的同樣含義。還應(yīng)當(dāng)理解，常用字典中定義的術(shù)語(yǔ)的含義應(yīng)當(dāng)理解為與其在相關(guān)領(lǐng)域和本發(fā)明中的定義一致，除非本文中有另外的表述，否則不應(yīng)理解為理想化或者完全形式化的含義。
[0030]參照理想化實(shí)施方式的截面示意圖描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。因此，可以考慮根據(jù)例如制造技術(shù)和/或容差而對(duì)所示的形狀進(jìn)行變化。因此，本文所述的實(shí)施方式不應(yīng)理解為僅限于圖中所示的具體形狀，而是應(yīng)該包括例如由于制造導(dǎo)致的形狀偏差。例如，圖中所示和文中描述為平坦的區(qū)域通?？梢跃哂写植诤?或非線性的特征。另外，圖中顯示的尖銳的角可以是圓化的。因此，圖中所示的區(qū)域本身是示意圖，其形狀并不表示區(qū)域的精確形狀，不應(yīng)對(duì)本權(quán)利要求書的范圍構(gòu)成限制。
[0031]本文公開了包括浸漬管的遞送裝置，所述浸漬管在下端與能振動(dòng)的套筒配合。所述套筒由受到干擾時(shí)能容易地進(jìn)行振動(dòng)的材料制備。所述套筒可以包含金屬、陶瓷或聚合物，其尺寸允許其在受到干擾時(shí)容易地振動(dòng)，但在所述干擾解除時(shí)能恢復(fù)其初始形狀。雖然不希望受到理論的限制，相信可振動(dòng)的套筒在受到干擾(來(lái)自套筒底部的氣泡發(fā)散(進(jìn)入周圍介質(zhì))以及由于這些氣泡發(fā)散產(chǎn)生的顫動(dòng))時(shí)進(jìn)行振動(dòng)，該振動(dòng)防止反應(yīng)固