Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

36 3 Experimentelles
b) TRIJET Verdampfer von JIPELEC
Im Vergleich mit dem ATMI Verdampfer gibt es zwei wesentliche Unterschiede: Die Prekursoren
aus den verschiedenen Quellen werden beim Trijet Verdampfer nicht vorher gemischt,
sondern separat in die Verdampferkammer eingelassen. Zweitens handelt es sich um einen
kontaktfreien Verdampfer, d.h. die Prekursoren verdampfen als kleine Tröpfchen auf dem
Weg durch die Verdampferkammer.
Wie bereits beim ATMI Verdampfer können insgesamt vier verschiedene Quellen angesteuert
werden. Der Transport der Prekursoren in den Verdampfer erfolgt in diesem Fall passiv, nur
durch die Druckdifferenz zwischen dem Reservoir und dem Reaktor. Dabei wird der Druck an
jeder einzelnen Quellen durch eine dynamische Regelung mit kontinuierlichem Argonfluss
konstant gehalten. Über 1/16“ Leitungen werden die Prekursorlösungen zum Verdampfer geführt,
der sich zentral über dem Deckel befindet. Die wichtigsten Komponenten in diesem
Konzept sind die Einspritzdüsen oder Injektoren genannt. Mit kurzen Impulsen, Öffnungszeiten
von 0,8 Millisekunden, bewegen sich kleinste Tröpfchen in den Verdampfer. Mittels Trägergas,
das direkt an der Einspritzdüse eingelassen wird, kann eine bessere Verteilung der
Tröpfchen erreicht werden. Zudem unterstützt es den Fluss der Prekursorgase in den Reaktor.
Abbildung 3.4: Der Trijet Verdampfer und rechts ein Injektor [64]
Prekursorzuleitung
Wassergekühlter
Bereich
Einlass in den
Verdampfer an
Prekursoren und
Trägergas
Die Injektoren befinden sich an der Oberseite des Verdampfers, der im Inneren wie ein zylindrisches,
aufrechtstehendes Rohr geformt ist. Auf dem Weg in den darunter liegenden Reaktor
verdampfen die Tröpfchen. Da die Kammer, in der die Verdampfung erfolgt, wesentlich
größer als beim ATMI Verdampfer ist, war es notwendig, sehr viele einzelne Heizzonen zu
integrieren. Am Verdampfer sind dies bereits neun verschiedene Heizzonen. Ein sensitiver
Bereich ist der Einlass der Prekursorlösung an den Injektoren. Die Injektoren müssen zum
einen gekühlt werden, da die gelösten Prekursoren sich nicht erwärmen dürfen, weil es zu
vorzeitiger Zersetzung kommen könnte. Auf der anderen Seite befindet sich die Unterseite
des Injektors über einem Dichtring direkt auf der heißen Abdeckplatte des Verdampfers. Innerhalb
von wenigen Millimetern entsteht ein starker Temperaturgradient im Gehäuse des
Injektors. Dies ist ein sehr kritischer Bereich und bei nicht richtig eingestellter Temperatur
kann es hier leicht zu Kondensation und damit zu einem Verstopfen der Düse kommen.