一种TCS鼓泡用供气装置的制作方法

    技术2025-04-25  34


    本发明属于半导体外延设备,特别是涉及一种tcs鼓泡用供气装置。


    背景技术:

    1、tcs为三氯硅烷的工业缩写,三氯硅烷又名三氯化硅,化学式为sihcl3,是一种具有刺激性恶臭易流动易挥发的无色溶液的无机化合物,腐蚀性强、易燃且有毒,在空气中极易燃烧。在外延工艺中利用h2作为载体将tcs汽化,然后输入至沉积腔中作为硅源;鼓泡法是指将工艺气体作为载气通入液态源内,形成含有液态源蒸汽的气泡,然后输出至工艺机台的方法。为了保证tcs供应的稳定性,tcs鼓泡器的设计必须保证tcs液体温度、内部压力和气泡上升的高度的稳定,以获得稳定的tcs气体流量。

    2、现有技术如公开号101333678a,名称为一种分配和评估三氯氢硅或四氯化硅供应系统的控制管路的方案,在系统管路中设定吹扫、抽真空功能,但其并未给出泄漏检测以及泄漏后的防护结构;并且,现有的采用直接将h2作为载体将tcs汽化的结构,载气与tsc的接触相对不充分,使得稳定性相对较差;tsc由于汽化后的消耗,需要进行实时的补充这一过程中需要实现自动化的控制,使存储空间内始终保持稳定的质量,从而稳定汽化;因此,针对以上问题,本技术方案提出了一种tcs鼓泡用供气装置。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种tcs鼓泡用供气装置,解决了现有的tcs鼓泡供气装置直接将h2作为载体将tcs汽化的结构,载气与tsc的接触相对不充分,使得稳定性相对较差,以及不能够及时补液和汽化不稳定的问题。

    2、为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:

    3、本发明的一种tcs鼓泡用供气装置,包括外罐、套设于外罐内的内罐、安装于内罐内的一级鼓泡机构以及二级鼓泡机构;

    4、所述一级鼓泡机构包括位于内罐内靠近底层设置的一级隔板、通过固定肋板竖向安装于一级隔板表面的一级混合器、设置于一级隔板底部与一级混合器相连的载气支管路、由外罐外伸入至内罐内且底部与载气支管路相连的载气主管;

    5、所述二级鼓泡机构包括位于一级隔板上方的二级隔板以及安装于二级隔板上的二级混合器;所述二级隔板设置有至少一层;

    6、所述一级混合器及二级混合器均密集布置;

    7、所述内罐内竖向插设有补液管,补液管的底部位于一级隔板的上方;

    8、所述内罐内顶部安装有导气管和泄气管,所述外罐内底部安装有承载内罐的称重器。

    9、进一步地,所述载气支管路包括与载气主管相连的十字连接管、与十字连接管等平面环绕布置的多圈第一环管、垂直设置于第一环管上的竖向连接支管、与竖向连接支管相连通且与第一环管平行布置的多圈第二环管以及与第二环管相连通且垂直布置的出气管;所述载气主管设置于十字连接管中心。

    10、进一步地,所述一级混合器包括通过固定肋板安装于一级隔板表面的缩口式的进液口和出气管以及连接于进液口较小直径一端的外扩式的第一扩压管;所述出气管位于进液口内,且出气管前端设置有锥形喷嘴。

    11、进一步地,所述固定肋板环绕于进液口布置;所述第一扩压管、进液口、出气管以及锥形喷嘴同轴设置。

    12、进一步地,所述二级混合器包括贯穿二级隔板设置的连通管、设置于二级隔板端部的第二扩压管以及通过连通管内横向设置的支臂进行安装的旋转扇;所述旋转扇安装于连通管中间位置,旋转扇的轴心与连通管同轴设置。

    13、进一步地,所述连通管、支臂以及旋转扇采用不锈钢材质。

    14、进一步地,所述外罐顶部密封安装有第一顶盖,所述内罐顶部密封安装有第二顶盖;所述内罐与外罐之间通过间距设置形成空腔。

    15、进一步地,所述外罐上安装有与空腔相连通的氮气保护管,氮气保护管与氮气存储罐相连通且设有开关阀;位于外罐的内底部密封安装有三氯氢硅蒸汽浓度检测仪;位于内罐的外表面安装有密封外接的温度传感器。

    16、进一步地,所述补液管、载气主管以及导气管上分别安装有开关阀;所述泄气管上安装有单向开关阀。

    17、本发明相对于现有技术包括有以下有益效果:

    18、(1)本技术方案设置称重器,根据汽化后的消耗,进行实时的补充这一过程中需要实现自动化的控制,使存储空间内始终保持稳定的质量,从而稳定汽化;

    19、(2)一级混合器包括通过固定肋板安装于一级隔板表面的缩口式的进液口和出气管以及连接于进液口较小直径一端的外扩式的第一扩压管;出气管位于进液口内,且出气管前端设置有锥形喷嘴;液态源由进液口下部在锥形喷嘴的喷射动作下被吸入,由第一扩压管进行扩压,使载气产生的气泡与液态源在第一扩压管内充分接触和混合,然后稳定的向上移动,结构设置无需额外能量供给,效率高;

    20、(3)二级混合器包括贯穿二级隔板设置的连通管、设置于二级隔板端部的第二扩压管以及通过连通管内横向设置的支臂进行安装的旋转扇;旋转扇安装于连通管中间位置,旋转扇的轴心与连通管同轴设置;旋转扇对来自底部的充分混合的气泡及液态源进行切割,使气泡消灭并增加接触,并在第二扩压管作用下提供上升力;两层二级混合器的设置,能够使最终到达内罐内液态源液面的气泡减少为微量的充分接触且体型较小的气泡,减小因气泡在液面破裂后抛出液滴的情形,从而输出稳定、饱和的蒸汽;

    21、(4)位于外罐的内底部密封安装有三氯氢硅蒸汽浓度检测仪;位于内罐的外表面安装有密封外接的温度传感器;通过外罐与内罐之间的间隔空腔设置,能够设定防火墙,通过三氯氢硅蒸汽浓度检测仪检测空腔内是否有泄漏提前做好泄漏预警,实现防护;温度传感器能够实时检测内罐外壁的温度,在遇到温度异常时能够及时发现并预警。

    22、当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。



    技术特征:

    1.一种tcs鼓泡用供气装置,其特征在于,包括外罐(1)、套设于外罐(1)内的内罐(2)、安装于内罐(2)内的一级鼓泡机构以及二级鼓泡机构;

    2.根据权利要求1所述的一种tcs鼓泡用供气装置,其特征在于,所述载气支管路包括与载气主管(4)相连的十字连接管(54)、与十字连接管(54)等平面环绕布置的多圈第一环管(53)、垂直设置于第一环管(53)上的竖向连接支管(52)、与竖向连接支管(52)相连通且与第一环管(53)平行布置的多圈第二环管(51)以及与第二环管(51)相连通且垂直布置的出气管(505);所述载气主管(4)设置于十字连接管(54)中心。

    3.根据权利要求1所述的一种tcs鼓泡用供气装置,其特征在于,所述一级混合器(5)包括通过固定肋板(503)安装于一级隔板(207)表面的缩口式的进液口(502)和出气管(505)以及连接于进液口(502)较小直径一端的外扩式的第一扩压管(501);所述出气管(505)位于进液口(502)内,且出气管(505)前端设置有锥形喷嘴(504)。

    4.根据权利要求3所述的一种tcs鼓泡用供气装置,其特征在于,所述固定肋板(503)环绕于进液口(502)布置;所述第一扩压管(501)、进液口(502)、出气管(505)以及锥形喷嘴(504)同轴设置。

    5.根据权利要求1所述的一种tcs鼓泡用供气装置,其特征在于,所述二级混合器(204)包括贯穿二级隔板(203)设置的连通管(2042)、设置于二级隔板(203)端部的第二扩压管(2041)以及通过连通管(2042)内横向设置的支臂(2043)进行安装的旋转扇(2044);所述旋转扇(2044)安装于连通管(2042)中间位置,旋转扇(2044)的轴心与连通管(2042)同轴设置。

    6.根据权利要求5所述的一种tcs鼓泡用供气装置,其特征在于,所述连通管(2042)、支臂(2043)以及旋转扇(2044)采用不锈钢材质。

    7.根据权利要求1所述的一种tcs鼓泡用供气装置,其特征在于,所述外罐(1)顶部密封安装有第一顶盖(101),所述内罐(2)顶部密封安装有第二顶盖(201);所述内罐(2)与外罐(1)之间通过间距设置形成空腔。

    8.根据权利要求7所述的一种tcs鼓泡用供气装置,其特征在于,所述外罐(1)上安装有与空腔相连通的氮气保护管(102),氮气保护管(102)与氮气存储罐相连通且设有开关阀;位于外罐(1)的内底部密封安装有三氯氢硅蒸汽浓度检测仪(104);位于内罐(2)的外表面安装有密封外接的温度传感器(202)。

    9.根据权利要求1所述的一种tcs鼓泡用供气装置,其特征在于,所述补液管(3)、载气主管(4)以及导气管(205)上分别安装有开关阀;所述泄气管(206)上安装有单向开关阀。


    技术总结
    本发明公开了一种TCS鼓泡用供气装置,涉及半导体外延设备技术领域。本发明包括外罐、内罐、一级鼓泡机构以及二级鼓泡机构;一级鼓泡机构包括一级隔板、一级混合器、载气支管路、载气主管;二级鼓泡机构包括二级隔板以及二级混合器;一级混合器及二级混合器均密集布置;内罐内竖向插设有补液管,补液管的底部位于一级隔板的上方;内罐内顶部安装有导气管和泄气管,外罐内底部安装有承载内罐的称重器。本发明使存储空间内始终保持稳定的质量,从而稳定汽化;结构设置无需额外能量供给,效率高,能够输出稳定、饱和的蒸汽;通过外罐与内罐之间的间隔空腔设置,能够设定防火墙,实现防护;温度传感器在遇到温度异常时能够及时发现并预警。

    技术研发人员:岳涛,陈霞
    受保护的技术使用者:江苏芯持能控半导体科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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