本發(fā)明涉及原子層沉積，特別地涉及一種粉體包覆反應(yīng)設(shè)備及粉體包覆方法。

背景技術(shù)：

1、原子層沉積（atomic?layer?deposition,?ald）技術(shù)是一種可以將物質(zhì)以單原子膜的形式逐層沉積在基底表面的方法。在原子層沉積過(guò)程中，新一層原子膜的化學(xué)反應(yīng)是直接與之前一層相關(guān)聯(lián)的，這種方式使每次反應(yīng)只沉積一層原子。?ald的毎個(gè)循環(huán)過(guò)程包括兩個(gè)半反應(yīng)，每一步的化學(xué)吸附和表面化學(xué)反應(yīng)具有明顯的自限制性和互補(bǔ)特性，這種自限制性特征是原子層沉積技術(shù)的基礎(chǔ)。不斷重復(fù)這種自限制反應(yīng)就形成所需要的薄膜。

2、相關(guān)技術(shù)中，普遍先將粉體通入反應(yīng)腔中，同時(shí)向反應(yīng)腔中通入前驅(qū)體，利用前驅(qū)體接觸粉體表面，實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。為了避免粉體之間相互遮擋，使得粉體無(wú)法接觸前驅(qū)體，需要單次小批量向反應(yīng)腔中通入粉體，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)沉積，極大的降低了粉體包覆的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，用于連續(xù)通入粉體，提升粉體原子層包覆的效率。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，包括：主體，所述主體內(nèi)具有包覆腔，所述包覆腔的上部設(shè)置有用于與抽氣裝置相連的抽氣口，所述包覆腔的底部設(shè)置有出料口，所述包覆腔的下部設(shè)置有前驅(qū)體入口，所述前驅(qū)體入口用于將前驅(qū)體通入所述包覆腔中并形成前驅(qū)體螺旋；

3、螺旋入料結(jié)構(gòu)，其安裝于所述主體的上方，所述螺旋入料結(jié)構(gòu)與所述包覆腔的上部相連通，所述螺旋入料結(jié)構(gòu)用于將粉體通入所述包覆腔中形成粉體螺旋；

4、其中，所述粉體螺旋在重力作用下螺旋下降，而所述前驅(qū)體螺旋在所述抽氣裝置的抽氣下螺旋上升，使得粉體與前驅(qū)體在所述包覆腔內(nèi)接觸并形成粉體包覆產(chǎn)品。

5、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述螺旋入料結(jié)構(gòu)包括旋流倉(cāng)，所述旋流倉(cāng)的底部與所述包覆腔的上部相連通，所述旋流倉(cāng)連通有用于通入惰性氣體的第一載氣通道，所述第一載氣通道的通氣方向沿所述旋流倉(cāng)的切向，以形成所述粉體螺旋。

6、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述螺旋入料結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述旋流倉(cāng)底部出口的旋流板，所述旋流板斜向下傾斜設(shè)置，且所述旋流板的下傾方向與所述粉體螺旋的下降方向相對(duì)應(yīng)。

7、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述主體在還設(shè)置有第二載氣通道，所述第二載氣通道位于所述第一載氣通道的下方，且所述第二載氣通道與所述包覆腔相連通，所述第二載氣通道的通氣方向與所述第一載氣通道的通氣方向平行。

8、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述前驅(qū)體入口的通氣方向沿所述包覆腔的切向，以使得所述前驅(qū)體入口通入的前驅(qū)體形成所述前驅(qū)體螺旋。

9、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述包覆腔包括變徑段，所述變徑段位于所述螺旋入料結(jié)構(gòu)至所述前驅(qū)體入口之間，且所述變徑段處的包覆腔內(nèi)徑由下至上逐漸縮小。

10、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述主體設(shè)置有溫控裝置，所述溫控裝置用于將包裹腔內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)至反應(yīng)溫度，所述反應(yīng)溫度的范圍為[150℃，350℃]。

11、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述包覆腔的下部連通有多個(gè)高度相同的前驅(qū)體入口，且各個(gè)前驅(qū)體入口沿所述主體的周向間隔排列。

12、在一個(gè)實(shí)施方式中，還包括儲(chǔ)料裝置以及收料裝置，所述儲(chǔ)料裝置與所述螺旋入料結(jié)構(gòu)相連通，以向所述螺旋入料結(jié)構(gòu)通入粉體，所述收料裝置與包覆腔的出料口底部相連通，以收集包覆腔內(nèi)的粉體包覆產(chǎn)品，所述儲(chǔ)料裝置與所述收料裝置之間設(shè)置至少有兩個(gè)沿豎直方向排列的主體，抽氣裝置與多個(gè)主體中最高主體的包覆腔抽氣口相連通，且相鄰兩個(gè)所述主體中低位主體的包覆腔抽氣口與高位主體的包覆腔的出料口相連通。

13、第二方面，本發(fā)明還提供了一種粉體包覆方法，其采用上述的粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，其包括以下步驟：

14、將與抽氣口連通的抽氣裝置開(kāi)啟；

15、將粉體通入螺旋入料結(jié)構(gòu)中，所述螺旋入料結(jié)構(gòu)將粉體導(dǎo)向包覆腔中并形成螺旋下降的粉體螺旋；

16、將前驅(qū)體通入前驅(qū)體入口，使得通入包覆腔中的前驅(qū)體形成螺旋上升的前驅(qū)體螺旋；

17、收集出料口處的粉體包覆產(chǎn)品，所述粉體包覆產(chǎn)品由所述粉體螺旋與所述前驅(qū)體螺旋反應(yīng)形成。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，由于主體的上方安裝有螺旋入料結(jié)構(gòu)，可將粉體通入包覆腔中形成粉體螺旋，且在包覆腔的下部設(shè)置有前驅(qū)體入口，并在包覆腔的上部設(shè)置有用于與抽氣裝置相連的抽氣口。可在沉積時(shí)使得密度較大的粉體螺旋在重力作用下螺旋下降，而密度較小的前驅(qū)體螺旋則在抽氣裝置的作用下螺旋上升，上升的前驅(qū)體螺旋與下降的粉體螺旋在包覆腔內(nèi)交錯(cuò)，在粉體下落的過(guò)程中完成粉體的包覆反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)了包覆工藝中粉體的連續(xù)進(jìn)料，大幅提高了包覆工藝的效率。

19、其中，由于是在粉體下降的過(guò)程中發(fā)生沉積，在粉體尚未接觸包覆腔底部之前，先通入的粉體與后通入的粉體在高度方向上始終間隔，避免了粉體之間的遮擋，可保證粉體充分的接觸前驅(qū)體。且在上升的前驅(qū)體螺旋的作用下，不僅可減緩粉體的下落速度，從而延長(zhǎng)反應(yīng)的時(shí)間，保證粉體的包覆質(zhì)量，而且能夠利用前驅(qū)體螺旋增加將聚團(tuán)的塊狀粉體沖散的效果，進(jìn)一步降低粉體之間的遮擋，保證粉體的包覆質(zhì)量。

20、同時(shí)，由于粉體形成了下降螺旋結(jié)構(gòu)，相比豎直下落的粉體而言，螺旋下落的粉體經(jīng)過(guò)了更長(zhǎng)的距離，與螺旋上升的前驅(qū)體接觸面積大幅上升，可在不加高反應(yīng)設(shè)備的情況下使得粉體與更多的前驅(qū)體接觸，保證粉體在下落過(guò)程中完成包覆。

技術(shù)特征：

1.一種粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，其特征在于，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求中1-3中任一項(xiàng)所述的粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，其特征在于，

10.一種粉體包覆方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的粉體包覆反應(yīng)設(shè)備，其包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種粉體包覆反應(yīng)設(shè)備及粉體包覆方法，涉及原子層沉積技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的粉體包覆反應(yīng)設(shè)備包括：主體，所述主體內(nèi)具有包覆腔，所述包覆腔的上部設(shè)置有用于與抽氣裝置相連的抽氣口，所述包覆腔的底部設(shè)置有出料口，所述包覆腔的下部設(shè)置有前驅(qū)體入口，所述前驅(qū)體入口用于將前驅(qū)體通入所述包覆腔中并形成前驅(qū)體螺旋；螺旋入料結(jié)構(gòu)，其安裝于所述主體的上方，所述螺旋入料結(jié)構(gòu)與所述包覆腔的上部相連通，所述螺旋入料結(jié)構(gòu)用于將粉體通入所述包覆腔中形成粉體螺旋。實(shí)現(xiàn)了包覆工藝中粉體的連續(xù)進(jìn)料，大幅提高了包覆工藝的效率，而且能夠?qū)⒎垠w分散，保證粉體的包覆質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：陳微
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中科艾科米（北京）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15