[发明专利]用于制备纳米涂层粒子的流化床原子层沉积设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备纳米涂层粒子的流化床原子层沉积设备，所述用于制备纳米涂层粒子的流化床原子层沉积设备通过采用原子层沉积法来能够将纳米级的层均匀地沉积于粒子上。

背景技术

原子层沉积法(ALD)技术具有与代表性的薄膜沉积技术的化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)相比优秀的优点。大部分的ALD工艺是可在400℃以下的低温工艺下进行，而可以以原子单位沉积薄膜，因此可以精确控制薄膜。并且，其杂质含量较低并几乎没有针孔。

现有ALD工艺主要被用于在栅极介电层、电容器介电层等中形成精密薄膜的工艺。但近来提出通过采用流化床原子层沉积法来能够对具有三维结构的各种纳米结构体进行纳米级的涂层(以下称为“纳米涂层”)方案。

对所述方案进行说明如下。向反应器注入被涂覆粒子，且通过向所述反应器供给前体及惰性气体来将反应物质涂于所述被涂覆粒子的表面。这时，为了防止被涂覆粒子的凝聚，反应器的内部具有搅拌器等搅拌设备。

但如上的现有方案虽然设置有搅拌器但具有被涂覆粒子没有充分浮游的问题。因此，产生难以在被涂覆粒子的表面上进行沉积均匀的膜，且和原来的目的不同无法防止被涂覆粒子的凝聚现象的问题。

发明内容

解决的技术问题

本发明实施例为提供流化床原子层沉积设备，该流化床原子层沉积设备通过采用在流化床反应器的内部形成湍流的振动泵来能够对在反应器内部的被涂覆粒子和反应气体产生持续振动流，从而在粒子上能够形成均匀的涂层膜。

技术方案

根据本发明的一方面，提供了一种流化床原子层沉积设备，其特征在于，包括：流化床反应器，其内部注入被涂覆粒子；反应物供给单元，其向所述流化床反应器的内部供给反应气体，该反应气体用于对所述被涂覆粒子进行涂层；及振动泵，结合于所述流化床反应器使得将所述反应气体能够通过所述振动泵，其通过向所述反应气体施加有规则的振动来在所述流化床反应器的内部形成湍流。

这时，所述振动泵可以为隔膜泵或薄膜泵。

并且，所述振动泵可包括：隔膜，其通过膨胀及收缩来吸收或排出流体；活塞，其设置于所述隔膜；及驱动器，其用于驱动所述活塞。

并且，所述反应物供给单元可包括：第一前体供给单元，其供给通过与所述被涂覆粒子的表面进行反应来化学吸附于所述被涂覆粒子的第一前体；及第二前体供给单元，其供给通过与所述第一前体进行反应来化学吸附于所述第一前体的第二前体。

并且，所述流化床原子层沉积设备可包括：惰性气体供给单元，其用于通过向所述流化床反应器供给惰性气体来清除过度供给的第一前体或第二前体。

这时，所述惰性气体供给单元可包括：流量调节器，其用于调节惰性气体的流量。

并且，所述流化床原子层沉积设备还可包括：真空单元，其用于将所述流化床反应器的内部维持为真空状态。

并且，所述第一前体供给单元、第二前体供给单元及真空单元可并联于所述流化床反应器。

并且，所述流化床反应器的下部可配置有透气支撑体，该透气支撑体选择性的只透过气体。

发明的效果

本发明实施例通过采用在流化床反应器的内部形成湍流的振动泵，而能够对在反应器内部的被涂覆粒子和反应气体产生持续的振动流。

因此能够防止被涂覆粒子之间的凝聚而使得所述粒子更有效的浮游于反应器内，从而能够将被涂覆粒子表面更有效的露出于反应物质。因此，可以产生具有均匀的涂层膜的纳米粒子。

附图说明

图1为简要示出根据本发明一实施例的流化床原子层沉积设备的图。

图2为简要示出图1中的振动泵的一例的图。

图3为图1中的流化床反应器内部的压力分布图和现有压力分布图的比较图表。

附图标记的说明

P:被涂覆粒子100:流化床原子层沉积设备

110:流化床反应器111:入口部

113:透气支撑体120:反应物供给单元

121:第一前体供给单元121a:第一容纳部

121b:第一供给通道123:第二前体供给单元

123a:第二容纳部123b:第二供给通道

130:振动泵131:隔膜

132:活塞133:驱动器

134:泵体134a:吸收单元

134b:排出单元140:惰性气体供给单元

141:第三容纳部143:第三供给通道