具有多喷淋管的管组结构及前驱体封装装置的制作方法

1.本实用新型特别涉及一种具有多喷淋管的管组结构及前驱体封装装置，属于半导体技术领域。


背景技术：

2.前躯体是薄膜沉积工艺的重要原材料，应用于气相沉积以形成符合半导体制造要求的各类薄膜层，广泛运用在led、新一代太阳能电池、相变存储器、半导体激光器、射频集成电路芯片等领域。
3.前躯体作为半导体芯片制造的关键材料，其纯度和蒸气压稳定性直接影响成膜质量。通常使用钢瓶对前躯体材料进行填充封装，在使用时通过前躯体封装钢瓶来供给气相沉积设备，随着钢瓶中前躯体消耗，载气通过前躯体时接触面积和路径逐渐减小，影响钢瓶内前躯体浓度，尤其是固态前躯体更为严重，并伴随沟流、板结等现象，严重造成工艺波动，同时降低固态前躯体的使用效率，造成工艺不稳定，需要提前更前躯体钢瓶造成前躯体浪费，导致生长设备停机，降低设备镓动率。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种具有多喷淋管的管组结构及前驱体封装装置，从而克服现有技术中的不足。
5.为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：
6.本实用新型实施例提供了一种具有多喷淋管的管组结构，包括：至少一个喷淋管组，所述喷淋管组包括至少一环形管和多个支路管，多个所述支路管沿所述环形管的周向方向间隔设置，每一所述支路管的一端还与所述环形管连接并导通，其中，所述环形管和支路管中的至少一者上还设置有与自身内部管腔连通的气管口。
7.在一些具体的实施方式中，所述支路管上的气管口位于所述支路管的端部和/或位于两端部之间的区域。
8.在一些具体的实施方式中，所述支路管上设置有多个气管口，多个所述气管口等间距分布。
9.在一些具体的实施方式中，所述支路管为直线形管。
10.在一些具体的实施方式中，多个所述支路管沿所述环形管的周向方向等间距分布。
11.在一些具体的实施方式中，多个所述支路管呈镜像对称分布。
12.在一些具体的实施方式中，所述环形管和多个支路管位于同一平面内。
13.在一些具体的实施方式中，所述环形管和多个支路管整体为镜像对称结构。
14.在一些具体的实施方式中，所述环形管上设置有多个气管口，多个所述气管口沿所述环形管的周向方向依次间隔分布。
15.在一些具体的实施方式中，所述环形管上的多个气管口等间距分布。
16.在一些具体的实施方式中，所述环形管上的多个气管口呈镜像对称分布。
17.在一些具体的实施方式中，所述环形管为镜像对称结构。
18.在一些具体的实施方式中，所述环形管包括圆环形管。
19.在一些具体的实施方式中，所述喷淋管组包括多个环形管，任意两个所述环形管所围合形成的空间的正投影面积不同，其中，任一所述环形管环绕设置在另一所述环形管的外围，或者，任一所述环形管设置在由另一所述环形管围合形成的空间内，相邻两个所述环形管之间具有间隙，且相邻两个所述环形管还经所述支路管连接并导通。
20.在一些具体的实施方式中，多个所述环形管同轴设置。
21.在一些具体的实施方式中，多个所述环形管等间距设置。
22.在一些具体的实施方式中，所述喷淋管组还包括至少一中心连接管，所述中心连接管设置在由位于最内层的一环形管围合形成的空间内，且所述中心连接管的两端部均与位于最内层的环形管连接并导通。
23.在一些具体的实施方式中，所述中心连接管的端部和/或中心连接管位于两端部之间的区域还设置有与自身内部管腔连通的气管口。
24.在一些具体的实施方式中，所述环形管、支路管、中心连接管的管径相同或不同，设置于所述环形管、支路管、中心连接管上的气管口的口径相同或不同。
25.在一些具体的实施方式中，所述喷淋管组包括多个中心连接管，多个中心连接管之间还相互交叉并导通。
26.在一些具体的实施方式中，多个所述中心连接管具有同一交叉连通位置。
27.在一些具体的实施方式中，多个所述中心连接管的交叉连通位置位于与之连通的环形管的几何中心位置。
28.在一些具体的实施方式中，多个所述中心连接管的交叉连通位置处还设置有气管口。
29.在一些具体的实施方式中，多个所述中心连接管整体为镜像对称结构。
30.在一些具体的实施方式中，所述环形管、多个支路管以及中心连接管位于同一平面内。
31.在一些具体的实施方式中，所述喷淋管组整体为镜像对称结构。
32.在一些具体的实施方式中，所述具有多喷淋管的管组结构包括：多个具有不同尺寸的喷淋管组，其中一个所述喷淋管组的环形管、支路管、中心连接管中至少一者还与另一喷淋管组的环形管、支路管、中心连接管中至少一者连接并导通。
33.在一些具体的实施方式中，所述具有多喷淋管的管组结构整体为镜像对称结构。
34.本实用新型实施例还提供了一种前驱体封装装置，包括封装容器、进气管和出气管，所述进气管和出气管分别与所述封装容器内部的封装腔室相连通，以及，
35.所述的具有多喷淋管的管组结构，所述具有多喷淋管的管组结构设置在所述封装腔室内，或者，所述具有多喷淋管的管组结构一体设置在所述封装容器的容器壁或容器盖的内部，且所述具有多喷淋管的管组结构还与所述进气管、封装腔室相连通。
36.在一些具体的实施方式中，所述出气管的一端位于所述封装腔室的底部区域。
37.与现有技术相比，本实用新型的优点包括：
38.1)本实用新型实施例提供的一种具有多喷淋管的管组结构，改善了封装容器内部
的进气分布均匀性，增大了载气与固态前躯体接触面积，解决了随着前躯体使用消耗出现的封装容器内前躯体浓度波动的问题，
39.2)本实用新型实施例提供的一种具有多喷淋管的管组结构，改善了固态前躯体的沟流现象，提高了气相沉积工艺稳定性，且极大延长了固态前躯体的使用周期，提高了设备的镓动率：
40.3)本实用新型实施例提供的一种具有多喷淋管的管组结构，还降低了由于前躯体浓度不稳而导致的频繁更换前躯体封装容器造成的前躯体浪费和误操作带来的工艺报废，进而降低了生产成本。
附图说明
41.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1是本实用新型实施例1中提供的一种具有多喷淋管的管组结构的结构示意图；
43.图2是本实用新型实施例2中提供的一种具有多喷淋管的管组结构的结构示意图；
44.图3是本实用新型实施例3中提供的一种具有多喷淋管的管组结构的结构示意图；
45.图4是本实用新型实施例4中提供的一种具有多喷淋管的管组结构的结构示意图；
46.图5是本实用新型实施例5中提供的一种具有多喷淋管的管组结构的结构示意图；
47.图6是本实用新型实施例6中提供的一种具有多喷淋管的管组结构的结构示意图；
48.图7是本实用新型实施例7中提供的一种具有多喷淋管的管组结构的结构示意图；
49.图8是本实用新型一典型实施案例中提供的一种前驱体封装装置的结构示意图；
50.图9是本实用新型一典型实施案例中提供的一种前驱体封装装置的结构示意图。
具体实施方式
51.鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
52.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施的限制，附图说明是用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制；另外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
53.实施例1
54.请参阅图1，一种具有多喷淋管的管组结构，包括一个喷淋管组500，所述喷淋管组包括一个环形管510和多个支路管520，多个所述支路管520环绕设置在所述环形管510的外围，且沿所述环形管510的周向方向间隔设置，其中，每一所述支路管520的一端还与所述环形管510连接并导通，并且，所述环形管510和支路管520中的至少一者上还设置有与自身内部管腔连通的气管口501。
55.在本实施例中，所述环形管510可以是规则的几何图形结构，优选为镜像对称结构，例如，所述环形管510可以是圆环形管等。
56.在本实施例中，所述环形管510上可以设置有一个或多个气管口501，所述环形管510上的多个气管口501可以沿所述环形管510的周向方向依次间隔分布，优选的，所述环形管510上的多个气管口501可以是等间距分布的，或者，所述环形管510上的多个气管口501可以是呈镜像对称分布，或者，所述环形管510上的多个气管口501可以是等间距分布且呈镜像对称分布。
57.在本实施例中，所述环形管510上的多个气管口501的口径可以是相同或不相同，例如，所述环形管510上的多个气管口501的口径可以是沿环形管510的周向方向逐渐增大或逐渐减小等，增大或减小可以是规律性的变化，也可以是无规律的变化。
58.在本实施例中，所述支路管520可以为直线形管，所述支路管520的一端与环形管510连接，另一端指向远离环形管510的方向。
59.在本实施例中，所述支路管520与环形管510设置在同一平面内，或者，所述支路管520也可以是相对于所述环形管510所在的平面倾斜设置，倾斜的角度等在此不做具体的限定。
60.在本实施例中，多个所述支路管520可以是沿环形管510的周向方向等间距设置的，或者，多个所述支路管520可以是呈镜像对称分布的，或者，多个所述支路管520可以是沿环形管510的周向方向等间距设置且呈镜像对称分布。
61.在本实施例中，所述支路管520上可以设置有一个或多个气管口501，所述支路管520上的多个气管口501可以沿所述支路管520的长度方向依次间隔分布，优选的，所述支路管520上的多个气管口501可以是等间距分布的。
62.在本实施例中，多个所述支路管520上的气管口501的数量、分布位置、管径等可以是相同的。
63.在本实施例中，图1示出的一种具有多喷淋管的管组结构中的气管口501位于所述环形管510与支路管520的连接处以及支路管520远离环形管510的一端部。
64.需要说明的是，可以在环形管510、支路管520中的一者上设置气管口，也可以在两者上均设置气管口，设置在环形管510、支路管520上的气管口的形状、管径等可以相同，也可以不同。
65.在本实施例中，所述喷淋管组500整体为镜像对称结构。
66.在本实施例中，所述环形管510与支路管520的管径可以是相同或不同的。
67.请参阅图8和图9，一种前驱体封装装置，包括封装容器1、进气管3、出气管4和具有多喷淋管的管组结构5，所述封装容器1内部具有一封装腔室2，所述具有多喷淋管的管组结构5设置在所述封装腔室2，所述具有多喷淋管的管组结构5通过多个气管口501与封装腔室2相连通，所述进气管3与所述具有多喷淋管的管组结构5相连通，所述出气管4直接与所述封装腔室2相连通。
68.在本实施例中，所述封装容器1包括容器主体和容器盖10，所述容器盖密封10设置在所述容器主体的顶部开口处，其中，所述具有多喷淋管的管组结构5设置在所述容器盖10朝向封装腔室2的一侧表面，或者，所述具有多喷淋管的管组结构5与所述容器盖10设置为一体。
69.在本实施例中，所述出气管4的一端位于所述封装腔室2的底部区域，所述具有多喷淋管的管组结构5位于所述封装腔室2的顶部区域。
70.在本实施例中，所述进气管3上还设置有第一控制阀6和第一vcr接口8，所述第一控制阀6用于打开关闭所述进气管3以及调节进气管3内的气体流量等，所述第一vcr接口8用于连接载气供给设备等；所述出气管4上还设置有第二控制阀7和第二vcr接口9，所述第二控制阀7用于打开关闭所述出气管4以及调节出气管4内的气体流量等，所述第二vcr接口9用于连接外延生长设备等。
71.在本实施例中，所述进气管3可以与环形管510和/或支路管520直接连接并导通。
72.在本实施例中，该一种前驱体封装装置应用于气相沉积工艺连接到应用设备端时，首先将封装容器1内填充固态前躯体，然后通过进气管3上的第一vcr接头连接载气进气端，通过出气管4上的第二vcr接头9连接气相沉积设备的进气管道，最终将前躯体封装容器连接到应用端，可进行气相沉积工艺。
73.当将一种前驱体封装装置接入气相沉积设备且沉积开始时，打开第一控制阀6和第二控制阀7，通过进气管3通入高纯载气，然后高纯载气通过多喷淋管的管组结构5从管组结构5的气管口扩散流向固态源前躯体，然后载气携带前躯体蒸气由出气管4进到沉积设备进气管道，最终进入沉积设备反应腔。
74.实施例2
75.请参阅图2，本实施例中提供的一种具有多喷淋管的管组结构，包括一个喷淋管组500，本实施例中的喷淋管组500与实施例1中的喷淋管组500的结构基本相同，不同之处在于：
76.本实施例中的喷淋管组500还包括一个中心连接管530，所述中心连接管530设置在由环形管510围合形成的空间内，且所述中心连接管530的两端部均与所述环形管510连接并导通。
77.在本实施例中，所述喷淋管组500包括两个镜像对称设置的支路管520。
78.在本实施例中，所述中心连接管520上不设置气管口，所述中心连接管530与环形管510的连接处、环形管510与支路管520的连接处均不设置气管口，而在所述支路管520远离环形管510的一端、以及环形管510的其他区域设置有气管口501。
79.在本实施例中，所述喷淋管组500的多个管口501是呈镜像对称分布的。
80.需要说明的是，所述中心连接管530上也可以设置有气管口，所述中心连接管530与环形管510的连接处也可以设置气管口。
81.在本实施例中，所述环形管510、支路管520以及中心连接管530的管径可以是相同或不同的。
82.根据工艺实际需求，所述中心连接管的管径可小于环形管的管径，所述环形管的管径可小于支路管的管径；根据工艺实际需求，所述中心连接管的气管口口径可小于环形管的气管口口径，所述环形管的气管口口径可小于支路管的气管口口径。
83.实施例3
84.请参阅图3，本实施例中提供的一种具有多喷淋管的管组结构，包括一个喷淋管组500，本实施例中的喷淋管组500与实施例2中的喷淋管组500的结构基本相同，不同之处在于：
85.本实施例中的喷淋管组500包括四个支路管520，所述气管口501设置在所述支路管520与环形管510的连接处、支路管520远离环形管510的一端部、中心连接管530的几何中心处。
86.实施例4
87.请参阅图4，本实施例中提供的一种具有多喷淋管的管组结构，包括一个喷淋管组500，本实施例中的喷淋管组500与实施例1中的喷淋管组500的结构基本相同，不同之处在于：
88.本实施例中的喷淋管组500还包括三个相互交叉连通的中心连接管530，三个所述中心连接管530设置在由环形管510围合形成的空间内，三个中心连接管530的交叉连通位置为同一位置，且每一所述中心连接管530的两端部均与所述环形管510连接并导通，所述气管口501设置在所述支路管520与环形管510的连接处、支路管520远离环形管510的一端部、中心连接管530的几何中心处、中心连接管530与环形管510的连接处。
89.需要说明的是，三个相互交叉连通的中心连接管530的交叉位置位于所述环形管510的几何中心处，该几何中心在本实施例中对应为圆形的环形管510的圆心位置。
90.实施例5
91.请参阅图5，本实施例中提供的一种具有多喷淋管的管组结构，包括一个喷淋管组500，本实施例中的喷淋管组500与实施例2中的喷淋管组500的结构基本相同，不同之处在于：
92.本实施例中的喷淋管组500包括两个环形管、两个中心连接管和八个支路管，两个环形管为第一环形管511和第二环形管512，所述第一环形管511同轴套设置在所述第二环形管512内，所述第一环形管511和第二环形管512的外围均设置有四个支路管520，所述第一环形管511还经位于其外围的四个支路管520与第二环形管512相连通，两个中心连接管530位于第一环形管511围合形成的空间内，两个中心连接管530垂直交叉且均与所述第一环形管511相连通。
93.实施例6
94.请参阅图6，本实施例中提供的一种具有多喷淋管的管组结构，包括一个喷淋管组500，本实施例中的喷淋管组500与实施例5中的喷淋管组500的结构基本相同，不同之处在于：
95.本实施例中的喷淋管组500包括三个环形管，三个环形管为第一环形管511、第二环形管512和第三环形管513，所述第一环形管511、第二环形管512和第三环形管513同轴设置，且于径向方向上等间距分布，所述第一环形管511、第二环形管512和第三环形管513中相邻的两者经四个支路管520相连通。
96.实施例1-实施例6中示出了单个喷淋管组500的结构，可以理解的，一种具有多喷淋管的管组结构当然还可以包括多个喷淋管组500，该多个喷淋管组500中的每一喷淋管组500的结构可以是实施例1-6中示出的任意一种结构，该多个喷淋管组500可以以选定的方式设置并连通，但优选使具有多喷淋管的管组结构整体为镜像对称结构。
97.实施例7
98.请参阅图7，本实施例中提供的一种具有多喷淋管的管组结构，包括多个喷淋管组500，其中一个所述喷淋管组500的环形管510、支路管520、中心连接管530中至少一者还与
另一喷淋管组500的环形管510、支路管520、中心连接管530中至少一者连接并导通。
99.在本实施例中，所述具有多喷淋管的管组结构整体为镜像对称结构。
100.以上实施例仅是对发明技术方案的说明，在不违背本发明技术方案的前提下，还可以做其他技术更改，例如钢瓶体不用法兰盖而增加相应的前躯体加料口、喷淋头结构形状以及喷淋头数量和喷淋通孔层数等，凡依本发明申请专利范围及专利说明书内容所做之简单的等效变化与修饰，皆属仍属于本发明专利涵盖之范围内。
101.本实用新型实施例提供的一种具有多喷淋管的管组结构，改善了封装容器内部的进气分布均匀性，增大了载气与固态前躯体接触面积，解决了随着前躯体使用消耗出现的封装容器内前躯体浓度波动的问题，同时，本实用新型实施例提供的一种具有多喷淋管的管组结构，改善了固态前躯体的沟流现象，提高了气相沉积工艺稳定性，且极大延长了固态前躯体的使用周期，提高了设备的镓动率，以及，本实用新型实施例提供的一种具有多喷淋管的管组结构，还降低了由于前躯体浓度不稳而导致的频繁更换前躯体封装容器造成的前躯体浪费和误操作带来的工艺报废，进而降低了生产成本。
102.应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。