CN106756890B - 一种化学气相沉积用的反应装置 - Google Patents
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Abstract
一种化学气相沉积用的反应装置，包括反应腔壳体和反应腔上盖，所述的反应腔底部倒扣有隔离罩通过隔离罩将反应腔分成两个空间。本发明通过隔离罩的作用将反应腔分割成两个腔室，反应气体和待加热元件位于一个腔室中，加热电阻丝位于另一个腔室中，将电阻丝与反应气体隔离开从而避免反应气体与电阻丝反应影响电阻丝的寿命，隔离罩内部空间中连接有惰性气体进气口和惰性气体排气口，通过两者的配合构成动态的气流。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜材料领域，尤其是涉及一种化学气相沉积用的反应装置。
背景技术
随着微电子与薄膜材料领域的发展，CVD法薄膜制备技术已经成为一种日趋流行的技术。按照CVD设备供气方式进行分类，CVD设备可以分为水平式和垂直式两种。水平式即气体流动方向和样品表面水平，垂直式的气体流动方式和样品表面垂直。垂直式由于其供气方式使气体被利用的效率更好，升温降温速度更快，因此垂直式CVD目前日益得到科技人员的重视。垂直式CVD中有一类应用最为广泛，即加热丝内置式CVD，即加热丝位于反应腔的内部。目前使用的加热丝内置式垂直CVD，多通过钨、钼、铼等金属或者合金加热丝进行加热。
现有技术的缺点是，CVD生长过程中某些气体会对金属或者金属合金有损伤作用。例如生长气体甲烷，在高温生长过程中，会将碳掺入金属中，使金属机械性能下降，影响使用寿命。CVD过程大部分情况需要使用真空氛围，真空高温下，加速了金属原子的升华，不仅降低了加热丝的使用寿命，同时有可能在薄膜材料中引入金属原子，降低了材料生长的质量。加热丝如不外加任何装置，由于反应室内气流的流动和加热丝的热辐射，会使反应室内温度场较为复杂，降低所生长材料的均匀度。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术中电阻丝容易被反应气体损伤破坏的问题，提供一种化学气相沉积用的反应装置。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种化学气相沉积用的反应装置，包括反应腔壳体和反应腔上盖，反应腔上盖盖设在反应腔壳体上构成密封的反应腔，反应腔上盖上设置有为反应腔供入反应气体的反应腔进气口，反应腔壳体上设置有反应腔排气口，反应腔壳体上加工有反应腔出气口，其特征在于：所述的反应腔底部倒扣有隔离罩，通过隔离罩将反应腔分成两个空间，隔离罩内部空间中设置有电极柱，电极柱上连接有电阻丝，隔离罩罩设的空间内连接有惰性气体进气口，隔离罩侧壁上开设有惰性气体排气口，通过进气口和排气口配合通过动态流动的惰性气体填充隔离罩内部空间，并通过动态流动的惰性气体阻止反应腔内气体进入隔离罩内部空间内与电阻丝反应，通过电极柱与电阻丝配合加热隔离罩内部空间中的惰性气体，使隔离罩内部空间构成一个热源，隔离罩远离反应腔底部的一端上支撑有导热垫，待加热元件放置在导热垫上并通过隔离罩构成的热源产生的热辐射对待加热元件进行加热。
所述的反应腔进气口中通入的气体流向与待加热元件的表面垂直。
所述的导热垫底部设置有与隔离罩相互匹配的卡槽结构，通过卡槽结构将导热垫卡设在隔离罩上。
所述的导热垫采用石墨、氮化硼、氧化铝或者石英中的至少一种制成。
所述的惰性气体为氦气或氩气中的至少一种。
本发明的有益效果是：本发明通过隔离罩的作用将反应腔分割成两个腔室，反应气体和待加热元件位于一个腔室中，加热电阻丝位于另一个腔室中，将电阻丝与反应气体隔离开从而避免反应气体与电阻丝反应影响电阻丝的寿命，隔离罩内部空间中连接有惰性气体进气口和惰性气体排气口，通过两者的配合构成动态的气流，而该气流又被电阻丝加热，其惰性气体分子扩散比较快，由于惰性气体的进气口直接通过外部通入隔离罩内，因此此处不会有反应气体进入，但是惰性气体排气口与反应腔连通，惰性气体排气口排出的气体先进入反应腔中再通过反应腔的出气口排出，由于惰性气体被加热气体分子比较活跃可以分子作用力阻止反应气体进入隔离罩内，从而起到进一步的保护。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图示标记：101导热垫、102、隔离罩；103、电阻丝；104、电极柱；105、惰性气体进气口；106、反应腔出气口；107、反应腔上盖；108、反应腔进气口；109、惰性气体排气口。
具体实施方式
图1所示，具体实施方式如下：
一种化学气相沉积用的反应装置，包括反应腔壳体和反应腔上盖107，反应腔上盖107盖设在反应腔壳体上构成密封的反应腔，反应腔上盖107上设置有为反应腔供入反应气体的反应腔进气口108，反应腔壳体上加工有反应腔出气口106，所述的反应腔底部倒扣有隔离罩102，通过隔离罩102将反应腔分成两个空间，隔离罩102内部空间中设置有电极柱104，电极柱104上连接有电阻丝103，隔离罩102内部空间中连接有惰性气体进气口105，隔离罩102侧壁上开设有惰性气体排气口109，通过惰性气体进气口105和惰性气体排气口109配合为隔离罩102内部空间中通入动态流动的惰性气体，以便于通过动态流动的惰性气体填充隔离罩内部空间，并通过动态流动的惰性气体阻止反应腔内气体进入隔离罩内部空间中与电阻丝103反应，通过电极柱104与电阻丝103相互配合的方式加热隔离罩内部空间中的惰性气体，加热后的电阻丝103配合隔离罩内部空间中加热后的惰性气体构成一个热源，隔离罩102远离反应腔底部的一端上支撑有导热垫101，待加热元件放置在导热垫101上并通过所述热源产生的热辐射对待加热元件进行加热。
所述的反应腔进气口108中通入的反应气体流向与待加热元件的表面垂直。
所述的导热垫101底部设置有与隔离罩102相互匹配的卡槽结构，通过卡槽结构将导热垫101卡设在隔离罩102上。
所述的导热垫101采用石墨、氮化硼、氧化铝或者石英中的至少一种制成。
所述的惰性气体为氦气或氩气中的至少一种。
所述隔离罩采用圆筒状结构，隔离罩采用不透气的材质制成，隔离罩与反应腔底部配合构成密封的圆柱状空间，电阻丝和电极柱位于该圆柱状的空间中，惰性气体进气口通过导管从外部直接通入到该圆柱状的空间内。当化学气相沉积工作时，惰性气体通过惰性气体进气口进入圆柱状的空间内，通过电阻丝进行加热，此时圆柱状的空间内被加热的惰性气体上升，位于圆柱体内的上半部分，因此圆柱体内从上至下逐渐充满惰性气体，多余惰性气体通过109惰性气体排气口排放至圆柱体外部、反应腔内部以阻止反应气体进入圆柱状的空间内。
反应气体通过反应腔进气口进入反应腔内部，通过反应腔排气口排出反应腔。
导热垫底部设置有如图所示的卡槽结构，即为底部形成一个凹槽，凹槽为内径与隔离罩外径相同的圆柱形沉孔，从而实现隔离罩支撑连接导热垫，由于隔离罩内部空间与反应气体所在空间隔离，使反应气体不能进入圆柱状的空间内，由于密封无法做到完美密封，圆柱状的空间内惰性气体温度高于反应腔内反应气体温度，因此惰性气体分子比较活跃，气体流动是从圆柱状的空间内通过缝隙流动至圆柱状的空间外。从而保证密封，同时加热后的惰性气体和电阻丝配合构成了一个热源，通过热源产生的热辐射的对导热垫加热从而加热待加热元件。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。
Claims (5)
1.一种化学气相沉积用的反应装置，包括反应腔壳体和反应腔上盖（107），反应腔上盖（107）盖设在反应腔壳体上构成密封的反应腔，反应腔上盖（107）上设置有为反应腔供入反应气体的反应腔进气口（108），反应腔壳体上加工有反应腔出气口（106），其特征在于：所述的反应腔底部倒扣有隔离罩（102），通过隔离罩（102）将反应腔分成两个空间，隔离罩（102）内部空间中设置有电极柱（104），电极柱（104）上连接有电阻丝（103），隔离罩（102）内部空间中连接有惰性气体进气口（105），隔离罩（102）侧壁上开设有惰性气体排气口（109），通过惰性气体进气口（105）和惰性气体排气口（109）配合为隔离罩（102）内部空间中通入动态流动的惰性气体，以便于通过动态流动的惰性气体填充隔离罩内部空间，并通过动态流动的惰性气体阻止反应腔内气体进入隔离罩内部空间中与电阻丝（103）反应，通过电极柱（104）与电阻丝（103）相互配合的方式加热隔离罩内部空间中的惰性气体，加热后的电阻丝（103）配合隔离罩内部空间中加热后的惰性气体构成一个热源，隔离罩（102）远离反应腔底部的一端上支撑有导热垫（101），待加热元件放置在导热垫（101）上并通过所述热源产生的热辐射对待加热元件进行加热。
2.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积用的反应装置，其特征在于：所述的反应腔进气口（108）中通入的反应气体流向与待加热元件的表面垂直。
3.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积用的反应装置，其特征在于：所述的导热垫（101）底部设置有与隔离罩（102）相互匹配的卡槽结构，通过卡槽结构将导热垫（101）卡设在隔离罩（102）上。
4.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积用的反应装置，其特征在于：所述的导热垫（101）采用石墨、氮化硼、氧化铝或者石英中的至少一种制成。
5.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积用的反应装置，其特征在于：所述的惰性气体为氦气或氩气中的至少一种。
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Effective date of registration: 20231230 Address after: 237000 Building 3 # 4 #, Zhongxing Industrial Park, Jinye Road, Jinzhai Economic Development Zone (Modern Industrial Park), Lu'an City, Anhui Province Patentee after: Anhui Carbon Cable Core Material Technology Co.,Ltd. Address before: 450000 Middle Road, 27 District University, Zhengzhou, Henan Province, No. 2 Patentee before: ZHENGZHOU INSTITUTE OF AERONAUTICAL INDUSTRY MANAGEMENT |
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