[发明专利]顺序渗透合成设备

权利要求书

1.一种顺序渗透合成设备，其包括：

反应室，所述反应室设置有衬底固持器以固持至少一个衬底；

前体分配和去除系统，所述系统包括一个或多个反应室阀门以向所述反应室提供并且从所述反应室去除气态第一和/或第二前体；和

顺序控制器，所述顺序控制器可操作地连接到所述一个或多个反应室阀门并且被编程以使得能够在所述反应室中用所述气态第一和第二前体顺序渗透所述衬底上提供的可渗透材料，其中所述设备设置有加热系统，所述加热系统被构造和布置成控制所述反应室直到至少一个所述反应室阀门的温度。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备被构造和布置成将所述反应室中的所述第一或第二前体的压力维持在0.001与1000托之间，并且所述加热系统被构造和布置成在渗透期间将所述反应室直到至少一个所述反应室阀门的所述温度控制到在所述反应室中的所述第一或第二前体的所述压力下所述第一或第二前体的至少一沸腾温度在20与450℃之间。

3.根据权利要求1所述的设备，其中至少一个反应室阀门包括闸阀、减压阀或泵以控制气体的流动，并且所述加热系统被构造和布置成控制所述反应室直到所述反应室阀门中的温度。

4.根据权利要求1所述的设备，其中至少一个反应室阀门包括液体喷射系统中的液体流动控制器以控制进入用于蒸发所述第一或第二前体的蒸发器的液体流，并且所述加热系统被构造和布置成将从所述蒸发器到所述反应室的温度控制到在所述反应室中的所述第一或第二前体的所述压力下所述第一或第二前体的至少一沸腾温度。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述前体分配和去除系统在所述反应室与至少一个反应室阀门之间包括管道以提供或去除气态前体，并且所述加热系统围绕所述管道设置以控制所述管道的温度。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述前体分配和去除系统包括第二加热系统，所述第二加热系统被构造和布置成将所述前体的温度控制到比在于所述反应室中提供所述第一或第二前体之前所述反应室的温度高0至50℃的前温度。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述前体分配和去除系统设置有吹扫系统以用吹扫气体吹扫所述反应室。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述顺序控制器包括被编程以使得所述设备能够在N个渗透循环期间执行渗透的存储器，所述渗透循环包括：

通过所述前体分配和去除系统在所述反应室中提供所述第一前体以在所述反应室中提供并且维持所述第一前体持续第一持续时间T1；

通过激活所述前体分配和去除系统而从所述衬底去除所述第一前体的一部分持续至少一第二持续时间T2；

通过激活所述前体分配和去除系统在所述反应室中提供所述第二前体以在所述反应室中提供并且维持所述第二前体持续第三持续时间T3。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述顺序控制器被编程以：

用所述前体分配和去除系统向所述反应器室提供所述第一前体同时不去除任何前体持续载荷时段LP；和

使所述第一前体留在所述反应室中同时将所述前体分配和去除系统去激活持续浸泡时段SP。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述顺序控制器被编程以：

在所述载荷时段LP之前和/或之后用所述前体分配和去除系统向所述反应器室提供所述第一前体同时去除任何前体持续冲洗时段FP。

11.根据权利要求9所述的设备，其中所述顺序控制器被编程以：

当所述反应室中的所述第一或第二前体的压力达到所需渗透压力时，终止所述载荷时段LP。

12.根据权利要求8所述的设备，其中所述顺序流动控制器被编程以控制所述前体分配和去除系统以具有比从所述衬底去除所述第一前体的所述部分的所述第二持续时间T2长的提供所述第一前体的所述持续时间T1。