[发明专利]一种具有催化裂解功能的蒸发源

说明书

本发明提供了一种具有催化裂解功能的蒸发源，用于解决现有技术中单原子镀膜技术镀膜质量差、原料利用率低、能耗高的技术问题，包括：蒸发模块和催化裂解模块；其中，蒸发模块包括坩埚、加热件和支撑桶，坩埚内盛有待蒸发原料，支撑桶支撑坩埚和加热件，支撑桶设置开口；催化裂解模块包括催化管和蒸气导流件，催化管安装在蒸气导流件上，蒸气导流件安装在支撑桶上，蒸气导流件封闭开口；实施本发明的技术方案，设置催化裂解模块制备单原子蒸气，可获得高纯度单原子蒸气，提高原料利用率；蒸发模块和催化裂解模块独立加热，催化裂解模块设置隔热层，可以提高大原子团催化裂解效率并降低装置整体能耗。

技术领域

本发明涉及真空镀膜工艺，特别涉及一种具有催化裂解功能的蒸发源。

背景技术

现有技术中，真空镀膜技术在金属镀膜、非金属单原子镀膜等领域广泛应用。以P单原子镀膜为例：含P材料的载流子浓度和性能的控制在半导体工艺中是一个关键的工艺，P单原子镀膜的方法主要分为使用气态P前驱体和固体P前驱体两种。

PH₃是一种应用广泛的气态P前驱体。由于PH₃在Si表面会自发的解离吸附，其后再进行升温脱附，会再Si表面留下P单原子，因此工业上在Si表面掺P原子常使用PH₃为P前驱体，但是脱附产物中单原子P的质量分数不到40％，其余均为P₂，并且PH₃具有具毒性和易爆性这种技术方案保守诟病。

固体P前驱体的代表为GaP，产生的P均为P₂分子，该方法虽然也可以实现P的掺杂，但由于P2远低于单原子P的粘附系数，所以蒸发时所需的P分压要高于另一组份，既造成了原料和能量浪费，也会产生污染。

因此需要一种具有大原子团裂解功能、蒸发稳定、安全可靠、原料利用率高的蒸发源。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种具有催化裂解功能的蒸发源，本发明的技术方案是这样实施的：

一种具有催化裂解功能的蒸发源，包括：蒸发模块和催化裂解模块；其中，所述蒸发模块包括坩埚、加热件和支撑桶，所述坩埚内盛有待蒸发原料，所述支撑桶支撑所述坩埚和所述加热件，所述支撑桶设置开口；所述催化裂解模块包括催化管和蒸气导流件，所述催化管安装在所述蒸气导流件上，所述蒸气导流件安装在所述支撑桶上，所述蒸气导流件封闭所述开口。

优选地，所述催化管的材料包括钽、钼、钨、钌、铑、钯、锇、铱、铂、铁、钴、镍和金中的一种或多种。

优选地，所述催化管的壁厚范围为[0.02mm,0.10mm]，长度范围为[10mm,500mm]，外径范围为[1mm,8mm]。

优选地，所述催化管接通正电。

优选地，所述催化裂解模块还包括外管和外管固定件，所述外管固定件安装在所述催化管上，所述外管安装在所述外管固定件上，所述外管设置为所述外管的中心线和所述催化管的中心线在同一直线上的。

优选地，所述外管壁厚和所述催化管壁厚的比值范围为[2.5,8]。

优选地，所述外管的材料为高熔点材料，包括钽、钼和钨中的一种或多种。

优选地，所述催化裂解模块还包括隔热层，所述隔热层设置于所述催化管和所述外管之间，所述隔热层的数量设置为1-15层。

优选地，所述隔热层的材料为高熔点材料，包括钽、钼和钨中的一种或多种。

优选地，所述蒸气导流件接地。