CN201840964U

CN201840964U - 用于原子层沉积反应的尾气吸收装置

Info

Publication number: CN201840964U
Application number: CN2010205760520U
Authority: CN
Inventors: 陈宇林; 吴东; 郭敏; 高洁; 王东君
Original assignee: Sino Nano Technology (beijing) Co Ltd
Current assignee: Sino Nano Technology (beijing) Co Ltd
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2020-10-19

Abstract

本实用新型公开了一种用于原子层沉积反应的尾气吸收装置，包括：筒状外壳，内部具有容置空间，两端分别连接有端盖，所述端盖上设置有能够贯通所述端盖的接口；蜂窝状内芯，设置于所述筒状外壳的内部；加热/制冷装置，设置于所述筒状外壳的外表面；温度探头，设置于所述筒状外壳的外表面，所述温度探头与所述加热/制冷装置相连接。本实用新型的尾气吸收装置，其尾气吸收效果好，能够有效保护原子层沉积反应中的其他设备。

Description

用于原子层沉积反应的尾气吸收装置

技术领域

本实用新型有关一种尾气吸收装置，尤其是指一种用于原子层沉积反应的尾气吸收装置。

背景技术

单原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)，又称原子层沉积或原子层外延(Atomic Layer Epitaxy)，最初是由芬兰科学家提出并用于多晶荧光材料ZnS:Mn以及非晶Al₂O₃绝缘膜的研制，这些材料是用于平板显示器。由于这一工艺涉及复杂的表面化学过程和低的沉积速度，直至上世纪80年代中后期该技术并没有取得实质性的突破。但是到了20世纪90年代中期，人们对这一技术的兴趣不断加强，这主要是由于微电子和深亚微米芯片技术的发展要求器件和材料的尺寸不断降低，而器件中的高宽比不断增加，这样所使用材料的厚度降低值几个纳米数量级。因此原子层沉积技术的优势就体现出来，如单原子层逐次沉积，沉积层极均匀的厚度和优异的一致性等，而沉积速度慢的问题就不重要了。

原子层沉积过程是通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上化学吸附并反应并形成沉积膜的一种方法(技术)。当前驱体达到沉积基体表面，它们会在其表面化学吸附并发生表面反应。在前驱体脉冲之间需要用惰性气体对原子层沉积反应器进行清洗除去不能吸附的过量前驱体和反应生成的副产物。由于原子层沉积过程是一个过量反应过程，而且可以在任何形状结构的表面进行沉积。所以剩余的反应物会在所有管路、测量设备和真空泵等表面沉积从而影响设备的使用寿命；而多余的反应物如果不经过处理排放到大气中会造成环境污染。

传统的尾气处理主要有两种办法：

1)采用内部装满金属网或颗粒的吸附阱，让剩余的尾气在金属网或颗粒表面吸附反应以减少尾气的排放。但是，该结构对气体流通具有很大的阻碍作用，降低真空泵的抽气效率；并且，该结构不够稳定，在真空泵的震动下会有沉积物从表面掉下从而造成真空泵的损伤；吸收效果不理想。

2)通入过量的能与尾气发生反应的物质，以使尾气完全反应。但是，对于不同的尾气要采用不同的反应物与之反应，由于尾气千差万别，处理装置也千差万别；该方法通常只适用于尾气排入大气前的处理，并不适用于原子层沉积设备，无法起到对管路和真空泵等设备的保护。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于原子层沉积反应的尾气吸收装置，其尾气吸收效果好，能够有效保护原子层沉积反应中的其他设备。

为达到上述目的，本实用新型提供一种用于原子层沉积反应的尾气吸收装置，包括：

筒状外壳，内部具有容置空间，两端分别连接有端盖，所述端盖上设置有能够贯通所述端盖的接口；

蜂窝状内芯，设置于所述筒状外壳的内部；

加热/制冷装置，设置于所述筒状外壳的外表面；

温度探头，设置于所述筒状外壳的外表面，所述温度探头与所述加热/制冷装置相连接。

所述端盖与所述筒状外壳活动连接。

活动连接的所述端盖与所述筒状外壳之间设置有密封圈。

所述蜂窝状内芯的内部具有两个以上直通孔道。

所述接口为真空接口。

所述筒状外壳的截面形状为圆形、长方形、正方形、椭圆形或三角形。

所述蜂窝状内芯的截面形状为圆形、长方形、正方形、椭圆形或三角形。

所述蜂窝状内芯为金属、陶瓷或塑料材料。

所述筒状外壳为金属材料。

所述蜂窝状内芯的内部设置有所述温度探头。

与现有技术相比，本实用新型的用于原子层沉积反应的尾气吸收装置具有以下优点：

1)使用本实用新型的尾气吸收装置，可以吸收过量的反应物使其之后的设备表面不发生沉积作用，从而保护了原子层沉积反应中的其他设备，提高了使用寿命；

2)使用本实用新型的尾气吸收装置工作一段时间后，其前半部分可以明显看到沉积物，而后半部分则看不到沉积物，由此可知，该尾气吸收装置可以将过量反应物完全吸附，尾气吸收的效果很好；

3)使用本实用新型的尾气吸收装置工作后，排出的尾气更加清洁，减少了环境污染；

4)本实用新型的尾气吸收装置的端盖与筒状外壳活动连接，可以在蜂窝状内芯吸附饱和之后，进行清洗或替换，降低使用成本。

附图说明

图1为本实用新型的尾气吸收装置的剖视示意图；

图2为本实用新型的尾气吸收装置的立体分解示意图；

图3为本实用新型的尾气吸收装置的应用示意图。

具体实施方式

有关本实用新型技术内容及详细说明，现配合附图说明如下：

如图1所示，为本实用新型的用于原子层沉积反应的尾气吸收装置1，包括筒状外壳10、蜂窝状内芯20、加热/制冷装置30及温度探头，所述筒状外壳10可以由金属等材料制成，所述蜂窝状内芯20可以由金属、陶瓷或塑料等材料制成，其中：

所述筒状外壳10的内部具有容置空间，两端分别连接有端盖11，所述端盖11上设置有能够贯通所述端盖11的接口12，所述接口12用于连接管路，所述接口12可以为真空接口；另外，所述筒状外壳10的截面形状可以为圆形、长方形、正方形、椭圆形、三角形等形状，并不以此为限，内部具有容置空间的任何形状均可；此外，所述筒状外壳10的壁厚可以根据实际需要进行设计；

所述蜂窝状内芯20设置于所述筒状外壳10的内部，所述蜂窝状内芯20的内部具有两个以上直通孔道，所述直通孔道紧密排列，此外，所述蜂窝状内芯20的截面形状可以为圆形、长方形、正方形、椭圆形、三角形等形状，并不以此为限，能够容置于所述筒状外壳10内部的任何形状均可；

所述加热/制冷装置30设置于所述筒状外壳10的外表面，可以调节所述筒状外壳10及所述蜂窝状内芯20的温度，因此，可以达到尾气处理的最佳反应温度，从而更充分地净化尾气；

所述温度探头设置于所述筒状外壳10的外表面，所述温度探头与所述加热/制冷装置30相连接，从而使所述加热/制冷装置30根据测量的温度对所述筒状外壳10进行加热或者制冷。然后，所述筒状外壳10与所述蜂窝状内芯20之间进行热量传递，温度平衡后再进行使用。此外，所述温度探头还可以设置在所述蜂窝状内芯20的内部，所述温度探头的位置以及数量可以按照具体的使用情况进行相应变化。所述加热/制冷装置30与所述温度探头均为市售成熟产品，其结构组成在此不再赘述。

此外，所述端盖11与所述筒状外壳10可以固定连接，如焊接、一体成型等，并不以此为限，其他任何能够使其固定连接的方法均可。所述端盖11与所述筒状外壳10还可以活动连接，如通过螺栓、销等，并不以此为限，其他任何能够使其活动连接的方法均可。如图2所示，本实用新型的一个实施例中，一个端盖11与所述筒状外壳10活动连接，另一个端盖11与所述筒状外壳10固定连接，活动连接的所述端盖10与所述筒状外壳10之间可以根据真空度要求设置密封圈，以防止尾气外逸。使用时，当所述蜂窝状内芯20吸附饱和之后，打开活动连接的端盖11，将饱和的蜂窝状内芯20取出，进行清洗或替换，从而降低使用成本。

原子层沉积反应过程中，反应物(也被称为前驱体)以气态方式进入反应器，并在需要沉积的基片表面吸附反应生成其他生成物。由于前驱体是过量的，所以大量的前驱体并没有完全反应就和生成物一起从反应器排气端口作为尾气排出。其中，尾气中的生成物不会再反应，而尾气中的过量前驱体会在之后的设备表面继续吸附反应，如果不处理就会对设备产生危害。

如图3所示，本实用新型的用于原子层沉积反应的尾气吸收装置1在使用时，将其通过接口12连接到反应器排气端口，因此，所述尾气吸收装置1位于需要保护的设备40前端。反应过程中的气流方向如箭头A所示，当包含有前驱体50及生成物60的尾气从反应器排气端口进入该尾气吸收装置后，尾气通过所述蜂窝状内芯20时，就会在芯体表面沉积，由于所述蜂窝状内芯20的芯体是一种比表面积非常大的结构，绝大部分过剩的所述前驱体50将会在其表面反应沉积，通过所述尾气吸附装置1后排出的尾气将只含有所述生成物60而不再含有所述前驱体50从而达到净化尾气、保护设备40的目的。

实施例一

采用孔壁厚度为0.05至1mm，截面小孔目数为50至500目的圆柱形蜂窝陶瓷制成蜂窝状内芯，再将该蜂窝状内芯装入约为1-5mm厚的不锈钢筒状外壳内，筒状外壳的两端设置有端盖及真空接口，其中一个端盖与筒状外壳活动连接，两者之间设置有密封圈。据此，组成本实施例的尾气吸收装置。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于原子层沉积反应的尾气吸收装置，其特征在于，包括：

蜂窝状内芯，设置于所述筒状外壳的内部；

加热/制冷装置，设置于所述筒状外壳的外表面；

2.如权利要求1所述的尾气吸收装置，其特征在于，所述端盖与所述筒状外壳活动连接。

3.如权利要求2所述的尾气吸收装置，其特征在于，活动连接的所述端盖与所述筒状外壳之间设置有密封圈。

4.如权利要求1所述的尾气吸收装置，其特征在于，所述蜂窝状内芯的内部具有两个以上直通孔道。

5.如权利要求1所述的尾气吸收装置，其特征在于，所述接口为真空接口。

6.如权利要求1所述的尾气吸收装置，其特征在于，所述筒状外壳的截面形状为圆形、长方形、正方形、椭圆形或三角形。

7.如权利要求1所述的尾气吸收装置，其特征在于，所述蜂窝状内芯的截面形状为圆形、长方形、正方形、椭圆形或三角形。

8.如权利要求1所述的尾气吸收装置，其特征在于，所述蜂窝状内芯为金属、陶瓷或塑料材料。

9.如权利要求1所述的尾气吸收装置，其特征在于，所述筒状外壳为金属材料。

10.如权利要求1所述的尾气吸收装置，其特征在于，所述蜂窝状内芯的内部设置有所述温度探头。