134內(nèi)且在栗體134內(nèi)形成有吸收流體的吸收單元134a和排出所述流體的排出單元134b。吸收單元134a及排出單元134b分別設(shè)置有止回閥(未圖示)，使得防止流體相互逆流。
[0054]驅(qū)動器133通過進(jìn)行搖動使得活塞132進(jìn)行往復(fù)運動，從而栗體134內(nèi)的體積可以變。這時，因助栗體134的體積變化而隔膜131進(jìn)行膨脹和收縮從而起栗作用。
[0055]例如，如圖2a所示，活塞132向下方移動時流體可流入到栗體134，如圖2b所示，活塞132向上方移動時流體可從栗體134排出?；钊?32通過反復(fù)進(jìn)行上下運動來產(chǎn)生栗的加壓脈動，因此可以向流體施加振動。
[0056]根據(jù)本發(fā)明實施例的流化床原子層沉積設(shè)備100通過可如上構(gòu)成的振動栗130向反應(yīng)氣體施加振動。即，從反應(yīng)物供給單元120供給的反應(yīng)氣體通過振動栗130被施加振動。被施加振動的反應(yīng)氣體再供給至流化床反應(yīng)器110，在流化床反應(yīng)器110內(nèi)部的被涂覆粒子P能夠持續(xù)浮游。在驅(qū)動振動栗130的期間持續(xù)產(chǎn)生振動。
[0057]圖3為圖1中的流化床反應(yīng)器110內(nèi)部的壓力分布圖和現(xiàn)有壓力分布圖的比較圖表。
[0058]圖3a為示出現(xiàn)有反應(yīng)器的壓力分布圖的圖表，而圖3b為示出圖1中的流化床反應(yīng)器110內(nèi)部的壓力分布圖的圖表。為了比較，參照圖3a及圖3b，可以確定圖3b中的壓力分布圖按時間段進(jìn)行搖動。這與只有根據(jù)注入反應(yīng)氣體注入的壓力增加的圖3a具有很大差異。即，可知圖1的流化床反應(yīng)器110內(nèi)部持續(xù)形成湍流。
[0059]再參照圖1，流化床原子層沉積設(shè)備100還可包括惰性氣體供給單元140，其向流化床反應(yīng)器110供給惰性氣體。所述惰性氣體起清除過度供給至流化床反應(yīng)器110的第一前體或第二前體的作用。這是根據(jù)ALD工藝的，具體說明在下文中進(jìn)行描述。惰性氣體可以為氬(Ar)氣體或氮(N2)氣體，但不限定于此。
[0060]惰性氣體供給單元140可包括第三容納部141，其容納惰性氣體；及第三供給通道143，其從第三容納部141形成。在第三供給通道143上可形成有用于開閉通道的閥(未圖示)Ο
[0061]第三供給通道143可分別從第三容納部141形成到反應(yīng)物供給單元120的第一、二容納部121a、123a。即，第三供給通道143可連接于第一、二供給通道121b、123b。在此，惰性氣體通過第三供給通道143及第一、二供給通道121b、123b可供給至流化床反應(yīng)器110。
[0062]惰性氣體供給單元140還可包括流量調(diào)節(jié)器145，其用于調(diào)節(jié)惰性氣體的流量。流量調(diào)節(jié)器145為常用的質(zhì)量流量控制器(MFC)而起調(diào)節(jié)惰性氣體的流量的作用。
[0063]流化床原子層沉積設(shè)備100還可包括真空單元150，其用于將流化床反應(yīng)器110內(nèi)部維持為真空狀態(tài)。真空單元150可包括真空栗151，其用于將流化床反應(yīng)器110的內(nèi)部維持為真空狀態(tài)，和真空管路152，其從真空栗151連接流化床反應(yīng)器110。
[0064]另外，第一前體供給單元121、第二前體供給單元123及真空單元150可并聯(lián)。8口，第一供給通道121b、第二供給通道123b及真空管路152可被并列配置，而根據(jù)情況可在流化床反應(yīng)器110側(cè)合并為一個線。
[0065]流化床原子層沉積設(shè)備100還可包括控制單元160，其用于控制整個設(shè)備。例如，控制單元160可以控制流化床反應(yīng)器110的入口部111開閉，在反應(yīng)物供給單元120的反應(yīng)氣體供給量，反應(yīng)氣體供給順序等(例如，控制配置于供給通道的閥的開閉)。并且可控制振動栗130的驅(qū)動，惰性氣體供給單元140的惰性氣體流量調(diào)節(jié)，真空單元150的驅(qū)動等?？刂茊卧?60通過有/無線連接于流化床原子層沉積設(shè)備100的各個構(gòu)成，從而通過向各個構(gòu)成發(fā)送控制信號可以控制所述各個構(gòu)成。
[0066]下面，對流化床原子層沉積設(shè)備100的驅(qū)動進(jìn)行說明。
[0067]流化床原子層沉積設(shè)備100根據(jù)ALD工藝對注入于流化床反應(yīng)器110的被涂覆粒子P進(jìn)行涂層。流化床反應(yīng)器110的溫度可維持為不產(chǎn)生被供給的反應(yīng)氣體(前體)的分解的溫度范圍。
[0068]在被涂覆粒子P注入于流化床反應(yīng)器110的內(nèi)部時，第一前體供給單元121將第一前體供給至流化床反應(yīng)器110。所述供給通過控制單元160能夠?qū)崿F(xiàn)。此時，第二前體供給單元123及惰性氣體供給單元140不操作。
[0069]從第一前體供給單元121供給的反應(yīng)氣體(第一前體)通過振動栗130而供給至流化床反應(yīng)器110從而與被涂覆粒子P表面進(jìn)行反應(yīng)而化學(xué)吸附。振動栗130向反應(yīng)氣體持續(xù)地施加振動，使得在流化床反應(yīng)器110內(nèi)部的被涂覆粒子P持續(xù)浮游。因此，能夠有效的實現(xiàn)與被涂覆粒子P及反應(yīng)氣體的反應(yīng)。
[0070]第一前體沉積于被涂覆粒子P表面，就添加的反應(yīng)氣體再也不進(jìn)行反應(yīng)(自限制反應(yīng)，Self-limiting React1n)。在此，沒有進(jìn)行反應(yīng)的過度反應(yīng)氣體通過惰性氣體被清除。惰性氣體是從惰性氣體供給單元140可以供給，而通過控制單元160能夠?qū)崿F(xiàn)其。
[0071]清除完過渡反應(yīng)氣體，第二前體供給單元123將第二前體供給至流化床反應(yīng)器110。所述供給是通過控制單元160能夠?qū)崿F(xiàn)。這時，第一前體供給單元121及惰性氣體供給單元140不操作。
[0072]從第二前體供給單元123供給的反應(yīng)氣體(第二前體)通過振動栗130而供給至流化床反應(yīng)器110而與沉積于被涂覆粒子P表面的第一前體進(jìn)行化學(xué)吸附。振動栗130向反應(yīng)氣體持續(xù)地施加振動，使得在流化床反應(yīng)器110內(nèi)部的被涂覆粒子P持續(xù)浮游。因此，能夠有效的實現(xiàn)被涂覆粒子P表面的第一前體和反應(yīng)氣體(第二前體)的反應(yīng)。
[0073]第二前體吸附于第一前體的表面，就添加的反應(yīng)氣體再也不進(jìn)行反應(yīng)。在此，沒有進(jìn)行反應(yīng)的過度反應(yīng)氣體通過惰性氣體被清除。惰性氣體是從惰性氣體供給單元140可以供給，而通過控制單元160能夠?qū)崿F(xiàn)其。
[0074]所述過程可以構(gòu)成一個循環(huán)，通過反復(fù)所述循環(huán)來可以將所需厚度的涂層膜沉積于被涂覆粒子P的表面。
[0075]如上所述，本發(fā)明實施例通過采用在流化床反應(yīng)器的內(nèi)部形成湍流的振動栗，而能夠?qū)υ诜磻?yīng)器內(nèi)部的被涂覆粒子和反應(yīng)氣體產(chǎn)生持續(xù)的振動流。因此能夠防止被涂覆粒子之間的凝聚而使得更有效的浮游于反應(yīng)器內(nèi)，從而將被涂覆粒子表面更有效的露出于反應(yīng)物質(zhì)。因此，可以產(chǎn)生具有均勻的涂層膜的納米粒子。
[0076]以上，雖說明了本發(fā)明的實施例，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求范圍中所記載的本發(fā)明的技術(shù)思想范圍內(nèi)，可通過附加、變更、刪除或增加構(gòu)成要素來進(jìn)行各種修改及變更，這些均仍屬于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種流化床原子層沉積設(shè)備，其特征在于，包括: 流化床反應(yīng)器，其內(nèi)部注入被涂覆粒子； 反應(yīng)物供給單元，其向所述流化床反應(yīng)器的內(nèi)部供給反應(yīng)氣體，該反應(yīng)氣體用于對所述被涂覆粒子進(jìn)行涂層；及 振動栗，結(jié)合于所述流化床反應(yīng)器使得將所述反應(yīng)氣體通過所述振動栗，其向所述反應(yīng)氣體施加有規(guī)則的振動而在所述流化床反應(yīng)器的內(nèi)部形成湍流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床原子層沉積設(shè)備，其特征在于， 所述振動栗為隔膜栗或薄膜栗。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流化床原子層沉積設(shè)備，其特征在于， 所述振動栗包括:隔膜，其通過膨脹及收縮來吸收或排出流體；活塞，其設(shè)置于所述隔膜；及驅(qū)動器，其驅(qū)動所述活塞。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床原子層沉積設(shè)備，其特征在于， 所述反應(yīng)物供給單元包括:第一前體供給單元，其供給通過與所述被涂覆粒子的表面進(jìn)行反應(yīng)而化學(xué)吸附于所述被涂覆粒子的第一前體；及 第二前體供給單元，其供給通過與所述第一前體進(jìn)行反應(yīng)而化學(xué)吸附于所述第一前體的第二前體。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流化床原子層沉積設(shè)備，其特征在于，包括: 惰性氣體供給單元，其用于通過向所述流化床反應(yīng)器供給惰性氣體來清除過度供給的第一前體或第二前體。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流化床原子層沉積設(shè)備，其特征在于， 所述惰性氣體供給單元包括:流量調(diào)節(jié)器，其用于調(diào)節(jié)惰性氣體的流量。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的流化床原子層沉積設(shè)備，其特征在于，還包括: 真空單元，其用于將所述流化床反應(yīng)器的內(nèi)部維持為真空狀態(tài)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流化床原子層沉積設(shè)備，其特征在于， 所述第一前體供給單元、第二前體供給單元及真空單元并聯(lián)于所述流化床反應(yīng)器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床原子層沉積設(shè)備，其特征在于， 所述流化床反應(yīng)器的下部配置有透氣支撐體，該透氣支撐體選擇性的只透過氣體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于制備納米涂層粒子的流化床原子層沉積設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一實施例的流化床原子層沉積設(shè)備，其特征在于，包括：流化床反應(yīng)器，其內(nèi)部注入被涂覆粒子；反應(yīng)物供給單元，其向所述流化床反應(yīng)器的內(nèi)部供給用于對所述被涂覆粒子進(jìn)行涂層的反應(yīng)氣體；及振動泵，其結(jié)合于所述流化床反應(yīng)器使得將所述反應(yīng)氣體能夠通過所述振動泵，向所述反應(yīng)氣體施加有規(guī)則的振動而在所述流化床反應(yīng)器的內(nèi)部形成湍流。
【IPC分類】C23C16/455, C23C16/448, C23C16/44
【公開號】CN105392918
【申請?zhí)枴緾N201480040383
【發(fā)明人】李在永, 鄭尚淏, 李在光, 朱亨國, 金鎮(zhèn)園
【申請人】光州科學(xué)技術(shù)院
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2014年7月15日
【公告號】WO2015009038A1...