CN101623682A - 液位沉降法制备薄膜的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液位沉降法制备薄膜的装置，该装置包括：容器、加热板、储液器和管路，其中，所述容器为方形扁平结构，容器上设有输液口，所述容器通过输液口经管路与储液器连通；所述容器上设有加热板，所述加热板与容器内放置制膜的基板的位置相对应，用于薄膜的干燥和退火。该装置结构简单，由于采用方形扁平结构的容器，减少了用液量，有效降低了制备薄膜的成本，并且通过控制液位的沉降，可以方便的制备所需的薄膜，而基板不用动，装置可任意角度倾斜，使一次性镀膜厚度可控，加快了制备薄膜时间。

Description

液位沉降法制备薄膜的装置

技术领域

本发明涉及一种制备薄膜的技术，尤其涉及一种利用液位沉降法制备薄膜的装置。

背景技术

薄膜材料的制备和研究是材料学研究的主要课题之一，薄膜的制备方法很多，如MOCVD、PECVD、PLD、分子束外延技术、磁控溅射方法、溶胶一凝胶方法、甩胶法、提拉法等。提拉法制备薄膜由于设备简单廉价，被薄膜研究者广泛使用。

现有技术中提拉法一般采用如图1所示的设备，该设备由在烘干箱1内设置圆桶形容器2，在烘干箱1上面设置电动机3构成，制备薄膜时，将基板4通过电动机3驱动的吊线5浸入放有制膜液的圆桶形容器2中，通过控制电动机3对吊线5的收放实现对基板4在圆桶形容器2中的提位，因圆桶形容器2装有制备薄膜的液体，从而在每次从液体中拉起基板时，在基板表面形成一层液膜，再通过调节烘干箱的温度，一般要达到100-200℃左右，使基材表面的液膜干燥，然后再将基板入入圆桶形容器2的液体内进行下一液膜的提拉，这样多次提拉、烘干后，则在基板4上得到所需厚度的薄膜。

发明人发现上述现有技术至少存在以下问题：

提拉法制备薄膜具有很多不足，如用溶液里量较大、多次提拉需手工放入较麻烦、每次成膜厚度不易控制、增加固化氛围困难、衬底不易固定、工业化应用较难等。

发明内容

本发明实施方式提供一种液位沉降法制备薄膜的装置，可以通过液位反复沉降的方式，利用很少的液体完成对基板的镀膜，从而减少制备薄膜时间，降低制备薄膜成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种液位沉降法制备薄膜的装置，该装置包括：

容器、加热板、储液器和管路，其中，所述容器为方形扁平结构，容器上设有输液口，所述容器通过输液口经管路与储液器连通；所述容器上设有加热板，所述加热板与容器内放置制膜基板的位置相对应。

所述储液器包括：储液容器和双向输液泵，双向输液泵的出液口与储液容器连通，双向输液泵的进液口作为储液器的入口。

所述双向输液泵为电动双向输液泵。

所述装置还包括：

容器倾角调节器，其上设置调节设置的容器的多个定位卡件。

所述的容器倾角调节器为扇形平板结构，在该容器倾角调节器的一面上均匀设置多个定位卡件和一个放置所述容器的活动卡座。

所述容器倾角调节器上与多个定位卡件对应设有倾角角度标识。

所述容器还包括：气体注入口，用于与提供干燥保护气体的气体装置连接。

所述容器调节器，设置在所述容器内，用于调节容器容积的大小。

所述容器调节器为与所述容器内部容置空间匹配的方形扁平结构容器。

所述加热板为红外加热板或电加热板，设置在的所述容器的一侧壁上，该红外加热板的加热面对应所述容器内放置基板的位置。

由上述本发明实施方式提供的技术方案可以看出，本发明实施方式通过双向输液泵与方形扁平结构的容器及储液器的配合，通过抽出和注入方式降低液面，即采用液位沉降的方式，利用较少的液体，即可完成在基板上制备薄膜。该装置结构简单，由于采用方形扁平结构的容器，减少了用液量，有效降低了制备薄膜的成本，并且通过控制液位的沉降，可以方便的制备所需的薄膜，而基板不用动并可任意调节倾斜角度，加快了制备薄膜时间，该装置可任意角度倾斜，使一次性镀膜厚度可控。

附图说明

图1为现有技术提供的提拉法制备薄膜设备的结构示意图；

图2为本发明实施例的制备薄膜的装置结构示意图；

图3为本发明实施例的方形扁平容器的结构示意图；

图4为本发明实施例的储液器的结构示意图；

图5为本发明实施例二的制备薄膜的装置结构示意图。

具体实施方式

本发明实施方式是一种利用液位沉降法实现在基板上制备薄膜的装置，该装置具体包括：容器、加热板、储液器和管路，其中，所述容器为方形扁平结构，容器上设有输液口，所述容器通过输液口经管路与储液器连通；所述容器上设有加热板，所述加热板与容器内放置制膜的基板的位置相对应。该装置结构简单，通过储液器与容器形成连通，实现对容器内的液位的液面升降进行控制，在加热板的控制下完成容器内基板上薄膜的制备，由于容器采用方形扁平结构，只用极少的液量即可将基板完全浸泡，在基板表面形成液体薄膜，且在制备薄膜过程中，基板不用提拉，只是液位反复沉降，有效提高了制备薄膜的时间。

为便于理解，下面结合附图和具体实施例对本发明实施方式作进一步说明。

实施例一

如图2、3所示，本实施例提供一种液位沉降法制备薄膜的装置，用于在基板上制备薄膜，该装置具体包括：

容器21、加热板22、储液器24和管路23，其中，所述容器21为方形扁平结构，容器上设有输液口211，所述容器21通过输液口211经管路23与储液器24连通；所述容器21上设有加热板22(可以采用可控加热板)，所述加热板22与容器21内放置制膜的基板25的位置相对应，用于薄膜的干燥和退火。其中，方形扁平结构的容器21可以有效减少制备薄膜时的用液量，只用很少的液体，就可以将容器21内准备镀膜的基板25浸泡，有胶降低了制备薄膜的成本。

上述装置中，所述储液器24的结构如图4所示，具体由储液容器241和双向输液泵242构成，该双向输液泵242的出液口与储液容器241连通，双向输液泵242的进液口作为储液器24的入口，实际中，所述的双向输液泵242为电动双向输液泵，这种结构的储液器24与所述的容器21连接时，可以通过控制双向输液泵进而方便的控制所述容器21内液面的高度，达到使液面升或降，在液面沉降时则脱离对容器21内的基板25的浸泡，使基板25上形成液膜，然后通过加热板22的加热完成基板25表面液膜的干燥，加热板22可以采用红外加热板或电加热板等可控加热板，这种加热板较可以方便的控制干燥温度，并且由于容器21内的空间较小，加热板22工作后可以在很短时间内达到较高的温度(一般在5分钟内可达到300℃)，从而加快对基板25表面液膜的干燥。

在上述装置的基础上，还可以加入容器调节器，该容器调节器具体为与所述容器内部容置空间匹配的方形扁平结构容器，使用时设置在所述容器内，实现可以根据制备薄膜基板大小的不同，按需要调节容器21内容积的大小，这样通过使用不同大小的容器调节器，达到节省用液量的目的。

本实施例中的装置，可以利用较少的液体在较短的时间内在基板上制备薄膜。

实施例二

如图5所示，本实施例提供一种倾角可调的液位沉降法制备薄膜的装置，该装置具体是在实施例一中所述装置的基础上，设置一个容器倾角调节器28，该容器倾角调节器28为扇形平板结构，在该容器倾角调节器28的一面上均匀设置多个定位卡件27和一个放置所述容器的活动卡座26，将所述放置基板的容器21放置在容器倾角调节器28的活动卡座26上，将所述容器21的上端卡在容器倾角调节器28定位卡件27上，当容器21的上端卡在不同位置的定位卡件27上时，容器21则处在不同的倾角，由于它与储液器连通形成连通器，若容器21的倾角越大，则其内的液面下降，则在容器21内的基板上形成一层液膜，再通过加热板加热使液膜干燥，根据需制备薄膜厚度的同，经多次调整容器21的倾角后，完成薄膜的制备。

实际中，还可以在所述容器21上设置气体注入口201，通过该气体注入口201与提供干燥保护气体的气体装置连接，在制备薄膜过程中向容器内加入干燥保护气体，进一步保证在基板25上制备薄膜的化学反应的效果。

本实施例中的装置在容器倾角调节器28的配合下，可以方便的通过对容器21倾角的调节达到对其内液面的升降的控制，完成对容器21内基板的薄膜的制备。

综上所述，本发明实施例中制备薄膜的装置通过液位沉降的方式，将承载薄膜的衬底浸入溶液或溶胶中，保持基板不动，在用液量较少的前提下，通过抽出或注入(包括将容器倾斜来达到降低液面)方式降低液面，在衬底上形成薄膜的方法，不仅可以直接干燥，而且可以加入气体氛围，达到方便、快速的在不同大小的基板上制备薄膜的效果。该装置结构简单、成本低，可以制备质量好的薄膜，便于普及薄膜制备研究.使更多人参与其中，推动材料研究的发展。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，不因各实施例的前后次序对本发明构成任命限制，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种液位沉降法制备薄膜的装置，其特征在于，该装置包括：

容器(21)、加热板(22)、储液器(24)和管路(23)，其中，所述容器(21)为方形扁平结构，容器上设有输液口(211)，所述容器(21)通过输液口(211)经管路(23)与储液器(24)连通；所述容器(21)上设有加热板(22)，所述加热板(22)与容器(21)内放置制膜基板(25)的位置相对应。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储液器(24)包括：储液容器(241)和双向输液泵(242)，双向输液泵(242)的出液口与储液容器(241)连通，双向输液泵(242)的进液口作为储液器(24)的入口。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述双向输液泵为电动双向输液泵。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

容器倾角调节器(28)，其上设置调节设置的容器的多个定位卡件(27)。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的容器倾角调节器(28)为扇形平板结构，在该容器倾角调节器(28)的一面上均匀设置多个定位卡件(27)和一个放置所述容器的活动卡座(26)。

6、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述容器倾角调节器上与多个定位卡件对应设有倾角角度标识。

7、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述容器还包括：气体注入口(201)，用于与提供干燥保护气体的气体装置连接。

8、根据权利要求1～7中任一项所述的装置，其特征在于，所述容器调节器，设置在所述容器内，用于调节容器容积的大小。

9、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述容器调节器为与所述容器内部容置空间匹配的方形扁平结构容器。

10、根据权利要求1～3中任一项所述的装置，其特征在于，所述加热板为红外加热板或电加热板，设置在的所述容器的一侧壁上，该红外加热板的加热面对应所述容器内放置基板的位置。

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