本发明涉及物质分离装置领域,具体涉及一种半导体薄膜沉积用前驱体升华装置及方法。
背景技术:
1、升华过程,是指固体物质不经过液体状态直接形成气体的过程。升华过程可以将不同挥发度的混合物分离,或者将不能升华的物质与能升华的物质分离,因此固体升华是化工工艺中提纯的常用手段。升华器利用升华的原理,被广泛使用于固体物质的纯度提升。
2、半导体薄膜沉积用前驱体通常对纯度的要求极高,现有技术中通常使用升华的方法对其进行纯化,但是普通的升华器很难将其纯化到理想的纯度。
3、普通的升华器是将固体物质直接加入容器中,加入过程中固体物质会和空气环境接触,对于一些和空气中水氧易反应的固体物质来说,会有固体物质变质或安全方面的隐患。随着加热升华的进行,不同挥发度的物质逐渐分离。升华过程中,当固体物质量大时,会有传热不均匀的现象,热量的不同会导致杂质和产物同时升华,因此很难提高升华效率。同时,未升华的固体物质和杂质极其容易在容器中板结,延缓了升华过程。易分离的杂质会首先在收集装置中沉积,因此为了避免和产物接触,需要使用多个收集罐或先将易分离的杂质清除再进行后续收集,增加了设备投入和升华步骤。
技术实现思路
1、本发明是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供一种具有高升华效率且仅需要一个收集罐的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置及利用该升华装置进行的半导体薄膜沉积用前驱体升华方法。
2、本发明提供了一种半导体薄膜沉积用前驱体升华装置,具有这样的特征,包括:流化部,其至少具有一个用于容纳待升华物料的流化桶,用于使所述待升华物料处于流化状态,所述流化桶具有一个入口和一个出口;
3、进气部,设置在所述流化部的入口处,用于向所述流化桶通入气体,
4、轻组分沉积部,其与所述流化部连通;以及
5、收集部,包括用于收集目标物料的收集桶,所述收集桶通过带有至少一个阀门的连接管与所述流化部连通,所述收集桶内部设置有一个用于与外部真空源相连通的真空管,
6、其中,所述轻组分沉积部包括:
7、轻组分沉积管;
8、进料管,设置在所述轻组分沉积管的一端,与所述轻组分沉积管连通,用于向所述轻组分沉积管通入清洗液或载气;以及
9、出料管,设置在所述轻组分沉积管上且远离所述进料管的一端,与所述轻组分沉积管连通,用于排出清洗液或载气。
10、在本发明提供的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置中,还可以具有这样的特征:其中,所述进气部包括:
11、主进气管,设置在所述流化桶的入口处,与所述流化桶可拆卸连接且内部连通;
12、第一支管,一端与所述主进气管连通,另一端用于与气源相连,所述第一支管上具有进气部第一阀门和进气部第二阀门;
13、第二支管,一端与所述主进气管连通,另一端用于与真空源相连,所述第二支管上具有进气部第三阀门;
14、流量控制器,安装在所述第一支管上,且位于进气部第一阀门和进气部第二阀门之间,用于控制进气流量;
15、进气部加热套,套设在所述第一支管、所述第二支管以及所述主进气管外,用于控制所述第一支管、所述第二支管以及所述主进气管内部的温度。
16、在本发明提供的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置中,还可以具有这样的特征:所述流化部包括:
17、流化桶;
18、流化部第一阀门,设置在所述流化桶的入口处;
19、下筛板,设置在所述流化桶内部且位于所述流化部第一阀门上方;
20、上筛板,设置在所述流化桶内部且位于所述下筛板上方;
21、流化部第二阀门,设置在所述流化桶处且位于上筛板上方;
22、出气管,设置在所述流化桶的出口处,一端与所述流化桶可拆卸连接且内部连通,另一端与所述轻组分沉积管连通;
23、流化部第三阀门,设置在所述出气管上;
24、出气管加热套,套设在所述出气管外侧,用于控制所述出气管内部的温度;
25、流化部温控件,用于控制所述流化桶内部的温度。
26、在本发明提供的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置中,还可以具有这样的特征:收集部还包括:
27、收集部温控件,用于控制所述收集桶内部的温度,
28、所述轻组分沉积部还包括:
29、轻组分沉积部温控件,用于控制所述轻组分沉积管内部的温度。
30、在本发明提供的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置中,还可以具有这样的特征:所述收集桶顶部具有一个供所述连接管穿过的开口,所述真空管上具有真空管阀门。
31、在本发明提供的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置中,还可以具有这样的特征:所述真空管在所述收集桶内部的部分向上延伸且向上开口。
32、在本发明提供的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置中,还可以具有这样的特征:所述轻组分沉积管为盘管。
33、在本发明提供的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置中,还可以具有这样的特征:所述待升华物料选自叔丁醇锂、叔丁醇钠、三氯化铝、三氯化锑、三氯化镓、四溴化碳、六羰基钼、六羰基钨、四(二甲氨基)锆、四氯化铪、四氯化锆、二氯二氧化钼,五氯化钼、五氯化钨、二茂铁或二茂镁中的任意一种。
34、本发明提供了一种半导体薄膜沉积用前驱体升华装置,具有这样的特征,利用上述任意一种升华装置进行升华,包括如下步骤:
35、a.将待升华物料填入流化桶内;
36、b.通过进气部向流化桶内通入载气从而使所述待升华物料处于流化状态;
37、c. 使连接管的至少一个阀门处于关闭状态,从而使待升华物料中的轻组分杂质沉积在轻组分沉积管中;
38、d.通过进料管向轻组分沉积管内通入清洗溶剂并从出料管中排出,从而清除沉积在轻组分沉积管中的轻组分杂质;
39、e.使连接管上的阀门均处于开启状态,使真空管上的阀门处于开启状态,使收集桶内部处于负压状态,从而使得待升华物料进入收集桶内部。
40、在本发明提供的半导体薄膜沉积用前驱体升华方法中,还可以具有这样的特征:当所述待升华物料为对水和/或空气敏感的物质时,利用上述的一种升华装置进行升华,还包括如下步骤:
41、f.通过第一支管向主进气管内通入惰性气体并从第二支管排出;
42、g.通过进料管向轻组分沉积管内通入惰性气体并从出料管排出。
43、根据本发明所涉及的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置及相应的半导体薄膜沉积用前驱体升华方法,因为其具有轻组分沉积部,所以,本发明提供的升华装置可以通过待升华物料中的轻组分杂质先沉积在轻组分沉积管中进行分离,再对目标物料进行收集,从而有效地提升了升华效率。
1.一种半导体薄膜沉积用前驱体升华装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置,其特征在于:
3.根据权利要求1所述的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置,其特征在于:
4.根据权利要求1所述的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置,其特征在于:
5.根据权利要求1所述的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置,其特征在于:
6.根据权利要求5所述的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置,其特征在于:
7.根据权利要求1所述的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置,其特征在于:
8.根据权利要求1所述的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置,其特征在于:
9.一种半导体薄膜沉积用前驱体升华方法,利用权利要求1-8任意一项所述的半导体薄膜沉积用前驱体升华装置进行升华,其特征在于,包括如下步骤:
10.根据权利要求9所述的半导体薄膜沉积用前驱体升华方法,其特征在于,当所述待升华物料为对水和/或空气敏感的物质时,利用权利要求2所述的升华装置进行升华,还包括如下步骤:
