CN109763116A - 用于cvd设备的双轴正交旋转系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于CVD设备的双轴正交旋转系统，包括CVD沉积炉炉体、石墨保温管、加热体、旋转轴、套筒、构件夹具和旋转动力装置；三个所述旋转动力装置分别通过三个所述旋转轴与设置于所述CVD沉积炉炉体内的所述构件夹具连接；所述旋转动力装置用于给整个系统提供动力，并控制所述旋转轴的旋转速度和伸缩位置，进一步控制所述构件夹具绕X轴旋转或绕Z轴旋转；在不同的沉积阶段采用不同的旋转方向，可以对复杂形状构件的沉积不足之处进行更大程度的补偿。采用不同的旋转速度，可以改善构件周围气体相对于构件的流速分布状态，使相对流动速度分布最有利于获得均匀沉积。

Description

用于CVD设备的双轴正交旋转系统及方法

技术领域

本发明属于化学气相沉积(CVD)设备领域，具体涉及一种用于CVD设备的双轴正交旋转系统及方法。

背景技术

以抗氧化烧蚀陶瓷涂层为代表的外延层材料的制备都离不开CVD(ChemicalVapor Deposition，化学气相沉积)设备。CVD是通过某种气相前驱体的热解和还原，在一定温度下生成不挥发的固态产物并沉积在基材表面，达到形成涂层的目的。这种方法具有沉积设备简单、制备温度较低、制备的涂层纯度高、组织结构可控等优点。由于反应物在沉积室内以气相的形式相互作用，相较于其它方法，CVD法具有更好的绕镀性。同时，由于CVD是通过气体反应得到固态产物，因此，设备内部气体分布的均匀程度对所制备的外延层材料的密度、成分、厚度均匀性等质量因素有着很重要的影响。

中国专利申请CN 106521456 A公开了一种进气方式及压力可调的CVD设备，该设备采用两种进气方式，在一定程度上有利于工作气体气氛的均匀分布。中国专利申请CN107385418 A公开了一种可在衬底上全覆盖沉积的CVD设备，通过设计衬底支座，减少其对流场的干扰，降低流场死角。中国专利申请CN 102477543 A公开了一种旋转式空间隔离化学气相淀积方法及其设备，该设备设置多个反应腔体，基底旋转，依次通过不同反应腔。通过基底的单维度旋转，控制沉积薄膜的厚度及均匀性。中国专利CN 108330468 A公开了一种化学气相沉积炉中的基体支撑装置及基体旋转驱动装置，该装置通过使基底旋转，且用滚球做支撑，使得基体旋转过程中与基底接触点不断改变，从而在一定程度上解决支撑处无法沉积的问题，为期达到均匀沉积。但是这些专利申请，以及国内最为常见的合肥科晶、中环电炉所售CVD设备，其构件或固定放置于炉体中，或只提供单维度旋转。在实际沉积过程中，大量气体分子直接撞击的构件表面(即构件的“迎风面”)，由于气相前驱体相对浓度较高，沉积速率较快，故沉积的外延层较厚，结构较致密；相应地，构件的“背风面”由于局部微区内的气相前驱体浓度较低，导致沉积的外延层较薄，结构较松散，最终造成构件表面的外延层密度、成分分布不均匀。并且，在沉积航空航天特种结构部件等复杂异形构件的外延层时，由于构件的异形结构导致CVD系统中的流场在时间和空间上存在极大的不均匀性，气体在流经异形构件表面时，在其表面局部微区内会产生涡流和回流，从而对沉积均匀度和沉积材料的微观结构控制产生极为不利的影响。现有设备构件固定放置和单维度旋转都无法满足均匀沉积，更不适合复杂异形构件和大尺度构件上外延材料的均匀沉积。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于CVD设备的双轴正交旋转系统，通过控制构件在CVD沉积炉炉体内两个维度上旋转，使得构件不同部位与气体均匀接触，可打破现有CVD设备的瓶颈，实现沉积条件的均匀一致，大幅提高外延层的均匀性、致密性和界面结合力，从而解决构件，特别是大尺寸复杂构件外延层沉积质量和稳定性差且无法有效控制等技术问题，实现高性能外延层的均匀可控制备。同时，该双轴正交旋转系统也可用于化学气相渗透等其他气氛设备中，为产品的均匀制备提供帮助。

本发明的技术方案是：一种用于CVD设备的双轴正交旋转系统，包括CVD沉积炉炉体、石墨保温管和加热体，所述石墨保温管同轴设置于所述CVD沉积炉炉体内，其两端通过法兰盘密封；所述加热体沿周向均布于所述石墨保温管的外围，在所述石墨保温管内形成恒温区；其特征在于：还包括旋转轴、套筒、构件夹具和旋转动力装置；

三个所述旋转动力装置分别通过三个所述旋转轴与设置于所述CVD沉积炉炉体内的所述构件夹具连接；所述旋转动力装置用于给整个系统提供动力，并控制所述旋转轴的旋转速度和伸缩位置；所述套筒为两端开口的管状结构，套装于所述旋转轴外围，所述旋转轴与套筒之间设置有动密封结构；

将CVD沉积炉炉体内恒温区的中心位置设置为坐标原点，坐标的xoy平面垂直于所述恒温区的中心轴，坐标的Z轴与所述恒温区的中心轴重合；三个所述套筒分别沿所述坐标X轴正、负方向和Z轴负方向穿过所述CVD沉积炉炉体和石墨保温管，三个所述套筒一端分别与所述CVD沉积炉炉体无缝焊接，另一端分别与所述石墨保温管固定密封连接；

所述构件夹具为镂空的框架结构，用于固定安装被沉积构件，其中点作为坐标原点，所述构件夹具的坐标与所述CVD沉积炉炉体内恒温区坐标重合；在所述构件夹具X轴正、负方向的两端和Z轴负方向的底端均设置有凹槽；旋转轴的一端与所述旋转动力装置连接，另一端端头周向设置有键，与所述构件夹具上设置的凹槽配合；X轴正、负方向的两个所述旋转轴通过键与所述构件夹具配合安装后，所述构件夹具能够绕X轴旋转；Z轴负方向的所述旋转轴通过键与所述构件夹具配合安装后，所述构件夹具能够绕Z轴旋转。

本发明的进一步技术方案是：所述构件夹具Z轴正、负方向两端的定位块通过对称设置的两个支架固定，所述Z轴负方向一端的定位块上设置有凹槽，用于与所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向的所述旋转轴上的键配合；在所述两个支架外侧上各设置有一个连接块，所述连接块上设置有凹槽，用于与所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正、负方向的所述旋转轴上的键配合；两个所述连接块之间安装有固定杆，被沉积构件同轴固定于所述固定杆上。

本发明的进一步技术方案是：所述构件夹具Z轴正、负方向两端的定位块通过对称设置的两个支架固定，所述Z轴负方向一端的定位块上设置有凹槽，用于与所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向的所述旋转轴上的键配合；在所述两个支架外侧上各设置有一个连接块，所述连接块上设置有凹槽，用于与所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正、负方向的所述旋转轴上的键配合；在所述两个支架内侧设置有被沉积构件定位工装，用于固定安装被沉积构件。

本发明的进一步技术方案是：所述动密封结构为氟橡胶密封件。

本发明的进一步技术方案是：所述旋转动力装置通过花键轴实现对所述旋转轴的伸缩控制。

一种使用双轴正交旋转系统的CVD设备制备构件的外延层材料的方法，其特征在于步骤如下：

步骤一：将被沉积构件固定安装于所述构件夹具内；

步骤二：对所述CVD沉积炉炉体进行加热，同时对炉体内抽真空，由进气管向炉体内通入需要使用的气态前驱体；

步骤三：接通在所述CVD沉积炉X轴正负方向设置的所述旋转动力装置的电源，控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向上的旋转轴向所述构件夹具伸出，并与所述构件夹具X轴正负方向两端的凹槽配合安装；然后控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向上的旋转轴绕X轴旋转，进一步带动所述构件夹具绕X轴旋转；使得气态前驱体在高温下分解、吸附、反应，最终沉积在被沉积构件表面；

步骤四：断开在所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向设置的所述旋转动力装置的电源，并将所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向上的旋转轴与所述构件夹具分离；接通在所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向设置的所述旋转动力装置的电源，控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向上的旋转轴向所述构件夹具伸出，并与所述构件夹具Z轴负方向的凹槽配合安装；然后控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向上的旋转轴绕Z轴旋转，进一步带动所述构件夹具绕Z轴旋转；使得气态前驱体再一次在高温下分解、吸附、反应，最终沉积在被沉积构件表面；

步骤五：沉积完毕后，断开在所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向设置的所述旋转动力装置的电源，并将所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向上的旋转轴与所述构件夹具分离；最后将被沉积构件取出。

有益效果

本发明的有益效果在于：用于CVD设备的双轴正交旋转系统，设计构件多维度可控运动旋转系统，对构件进行旋转，通过控制构件的运动方向和速度，获得更加多样化的气体流动状态。构件的旋转拟设计为绕X和Z两个方向，在不同的沉积阶段采用不同的旋转方向，可以对复杂形状构件的沉积不足之处进行更大程度的补偿。采用不同的旋转速度，可以改善构件周围气体相对于构件的流速分布状态，使相对流动速度分布最有利于获得均匀沉积。

整体设备借助对流场与传质行为的干预，实现对CVD反应过程的主动调控，提高复杂空间/表面CVD效率，突破异形复杂构件涂层制备中的“密度不均”、“结构不均”、“性能不均”等瓶颈问题。提高涂层质量和生产效率，为国民经济带来有益效应。

同时，该双轴正交旋转系统也可用于化学气相渗透等其他气氛设备中，为产品的均匀制备提供帮助。

附图说明

图1是本发明中炉体示意图；

图2是本发明中实施例一中构件夹具结构图；

图3是本发明中实施例二中构件夹具结构；

图4是本发明中实施例二中被沉积构件定位工装放大图；

图5是本发明中实施例三中构件夹具结构；

图6是本发明中实施例三中被沉积构件定位工装放大图；

图7是构件夹具上的凹槽；

图8是旋转轴以及轴顶端的键；

图9是构件多维度可控运动旋转系统与炉体连接示意图；

图10是构件多维度可控运动旋转系统，旋转轴与夹具开合及更换方向示意图；

附图标记说明：1.CVD沉积炉炉体，2.构件夹具，3.旋转动力装置，4.定位块，5.支架，6.连接块，7.固定杆，8.第一定位工装，9.第二定位工装，10.旋转轴,11.石墨保温管,12.加热体，13.套筒。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

为使本领域专业人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的阐述，但本发明的实施方式不仅局限于此。

本发明中使用的CVD炉包括进气系统、炉体、排气系统以及控制系统。进气系统由气瓶、气管、流量计、混气瓶、压力表组成。炉体为立式电阻炉，外形为圆柱体，石墨保温管由上而下从炉膛中部穿过，加热体均匀分布在石墨保温管中部四周对管内进行加热，进行直接加热的部分为恒温区(此处，保温管贯穿炉体，加热体只分布在保温管中部位置，所对应的区域温度最高而且温度恒定，称为恒温区，也是沉积时构件放置的区域，在此区域，气态前驱体经过热解还原，吸附沉积在构件表面形成涂层。其余炉管上下部分的热量是通过热辐射到达，温度梯度递减。)。保温管两端采用法兰挤压硅橡胶进行密封，为了减少在高温下对密封圈的氧化，采用水冷进行降温。上法兰盖留有尾气系统连接口和指针式压力表。下法兰上留有进气系统连接口，可对保温管内部通气氛。排气系统包括气管、尾气处理系统、降温系统、真空泵。

沉积时，需要使用的气态前驱体，如氩气、氢气、甲烷等从气瓶输出，通过气管流经流量计，调节流量计示数以控制所需流量大小。气体汇入混气瓶进行混合后，再经气管流至CVD炉进气口，最终进入炉体。可通过接在混气瓶上的压力表观察进气系统内气体压力。进入炉体的气体混合物在高温下分解、吸附、反应，最终沉积在放置于恒温区的构件表面。剩余气体由出气口排出，通过气管流入尾气处理系统和降温系统，最终由真空泵抽出。

参照图1，一种用于CVD设备的双轴正交旋转系统，包括CVD沉积炉炉体、石墨保温管、加热体、旋转轴、套筒、构件夹具和旋转动力装置；

三个旋转动力装置3分别通过三个旋转轴10与设置于CVD沉积炉炉体1内的构件夹具2连接；旋转动力装置3用于给整个系统提供动力，并控制旋转轴10的旋转速度和伸缩位置，通过花键轴实现对旋转轴10的伸缩控制；套筒13为两端开口的管状结构，套装于旋转轴10外围，旋转轴10与套筒13之间通过氟橡胶密封件实现动密封，所述氟橡胶密封件设置于套筒13内的常温端；

双轴正交旋转系统具体结构的实施例一：

参照图1、2和9，将CVD沉积炉炉体1内恒温区的中心位置设置为坐标原点，坐标的xoy平面垂直于所述恒温区的中心轴，坐标的z轴与所述恒温区的中心轴重合；三个套筒13分别沿所述坐标X轴正、负方向和Z轴负方向穿过所述CVD沉积炉炉体1和石墨保温管11，三个套筒13一端分别与CVD沉积炉炉体1无缝焊接，另一端分别与石墨保温管11固定密封连接，如通过螺纹旋转连接；

构件夹具2为镂空的框架结构，用于固定安装被沉积构件，其中点作为坐标原点，构件夹具2的坐标与所述CVD沉积炉炉体1内恒温区坐标重合；在构件夹具2X轴正、负方向的两端和Z轴负方向的底端均设置有凹槽；旋转轴10的一端与旋转动力装置3连接，另一端端头周向设置有键，与构件夹具2上设置的凹槽配合；X轴正、负方向的两个旋转轴10通过键与构件夹具2配合安装后，构件夹具2能够绕X轴旋转；Z轴负方向的旋转轴10通过键与构件夹具2配合安装后，构件夹具2能够绕Z轴旋转。构件夹具2Z轴正、负方向两端的定位块4通过对称设置的两个支架5固定，所述Z轴负方向一端的定位块4上设置有凹槽，用于与CVD沉积炉炉体1内恒温区Z轴负方向的旋转轴10上的键配合；在所述两个支架5外侧上各设置有一个连接块6，连接块6上设置有凹槽，用于与CVD沉积炉炉体1内恒温区X轴正、负方向的旋转轴10上的键配合；两个连接块6之间安装有固定杆7，固定杆7用于同轴固定带有通孔的被沉积构件。

双轴正交旋转系统具体结构的实施例二：

参照图1、3和9，将CVD沉积炉炉体1内恒温区的中心位置设置为坐标原点，坐标的xoy平面垂直于所述恒温区的中心轴，坐标的z轴与所述恒温区的中心轴重合；三个套筒13分别沿所述坐标X轴正、负方向和Z轴负方向穿过所述CVD沉积炉炉体1和石墨保温管11，三个套筒13一端分别与CVD沉积炉炉体1无缝焊接，另一端分别与石墨保温管11固定密封连接，如通过螺纹旋转连接；

构件夹具2为镂空的框架结构，用于固定安装被沉积构件，其中点作为坐标原点，构件夹具2的坐标与所述CVD沉积炉炉体1内恒温区坐标重合；在构件夹具2X轴正、负方向的两端和Z轴负方向的底端均设置有凹槽；旋转轴10的一端与旋转动力装置3连接，另一端端头周向设置有键，与构件夹具2上设置的凹槽配合；X轴正、负方向的两个旋转轴10通过键与构件夹具2配合安装后，构件夹具2能够绕X轴旋转；Z轴负方向的旋转轴10通过键与构件夹具2配合安装后，构件夹具2能够绕Z轴旋转。构件夹具2Z轴正、负方向两端的定位块4通过对称设置的两个支架5固定，所述Z轴负方向一端的定位块4上设置有凹槽，用于与CVD沉积炉炉体1内恒温区Z轴负方向的旋转轴10上的键配合；在所述两个支架5外侧上各设置有一个连接块6，连接块6上设置有凹槽，用于与CVD沉积炉炉体1内恒温区X轴正、负方向的旋转轴10上的键配合。在两个支架5内侧设置有被沉积构件第一定位工装8，用于被沉积构件的固定安装。

第一定位工装8是由四个半圆结构的部件组成，所述四个半圆结构的部件相对于构件夹具2的X轴和Z轴分别对称设置，能够固定圆柱状结构的被沉积构件。

双轴正交旋转系统具体结构的实施例三：

参照图1、5和9，将CVD沉积炉炉体1内恒温区的中心位置设置为坐标原点，坐标的xoy平面垂直于所述恒温区的中心轴，坐标的z轴与所述恒温区的中心轴重合；三个套筒13分别沿所述坐标X轴正、负方向和Z轴负方向穿过所述CVD沉积炉炉体1和石墨保温管11，三个套筒13一端分别与CVD沉积炉炉体1无缝焊接，另一端分别与石墨保温管11固定密封连接，如通过螺纹旋转连接；

构件夹具2为镂空的框架结构，用于固定安装被沉积构件，其中点作为坐标原点，构件夹具2的坐标与所述CVD沉积炉炉体1内恒温区坐标重合；在构件夹具2X轴正、负方向的两端和Z轴负方向的底端均设置有凹槽；旋转轴10的一端与旋转动力装置3连接，另一端端头周向设置有键，与构件夹具2上设置的凹槽配合；X轴正、负方向的两个旋转轴10通过键与构件夹具2配合安装后，构件夹具2能够绕X轴旋转；Z轴负方向的旋转轴10通过键与构件夹具2配合安装后，构件夹具2能够绕Z轴旋转。构件夹具2Z轴正、负方向两端的定位块4通过对称设置的两个支架5固定，所述Z轴负方向一端的定位块4上设置有凹槽，用于与CVD沉积炉炉体1内恒温区Z轴负方向的旋转轴10上的键配合；在所述两个支架5外侧上各设置有一个连接块6，连接块6上设置有凹槽，用于与CVD沉积炉炉体1内恒温区X轴正、负方向的旋转轴10上的键配合。在两个支架5内侧设置有被沉积构件第二定位工装9，用于被沉积构件的固定安装。

第二定位工装9是由四个镂空的立方体结构部件组成，所述四个镂空的立方体结构部件相对于构件夹具2的X轴和Z轴分别对称设置，能够固定板状结构的被沉积构件。

本发明一种使用双轴正交旋转系统的CVD设备制备构件的外延层材料的方法具体步骤如下：

步骤一：将被沉积构件固定安装于所述构件夹具内；

步骤二：对所述CVD沉积炉炉体进行加热，同时对炉体内抽真空，由进气管向炉体内通入需要使用的气态前驱体；

步骤三：接通在所述CVD沉积炉X轴正负方向设置的所述旋转动力装置的电源，控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向上的旋转轴向所述构件夹具伸出，并与所述构件夹具X轴正负方向两端的凹槽配合安装；然后控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向上的旋转轴绕X轴旋转，进一步带动所述构件夹具绕X轴旋转；使得气态前驱体在高温下分解、吸附、反应，最终沉积在被沉积构件表面；

步骤四：断开在所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向设置的所述旋转动力装置的电源，并将所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向上的旋转轴与所述构件夹具分离；接通在所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向设置的所述旋转动力装置的电源，控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向上的旋转轴向所述构件夹具伸出，并与所述构件夹具Z轴负方向的凹槽配合安装；然后控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向上的旋转轴绕Z轴旋转，进一步带动所述构件夹具绕Z轴旋转；使得气态前驱体再一次在高温下分解、吸附、反应，最终沉积在被沉积构件表面；

步骤五：沉积完毕后，断开在所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向设置的所述旋转动力装置的电源，并将所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向上的旋转轴与所述构件夹具分离；最后将被沉积构件取出。

进行沉积时，不同前驱体从进气口进入沉积炉内进行反应，再从出气口由机械泵抽出。通过多维度可控运动旋转系统调控构件的旋转方向，对沉积不足的位置进行补偿。通过调控构件旋转速度，改善构件周围气体相对于构件的流速分布状态，从而实现均匀沉积。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种用于CVD设备的双轴正交旋转系统，包括CVD沉积炉炉体、石墨保温管和加热体，所述石墨保温管同轴设置于所述CVD沉积炉炉体内，其两端通过法兰盘密封；所述加热体沿周向均布于所述石墨保温管的外围，在所述石墨保温管内形成恒温区；其特征在于：还包括旋转轴、套筒、构件夹具和旋转动力装置；

三个所述旋转动力装置分别通过三个所述旋转轴与设置于所述CVD沉积炉炉体内的所述构件夹具连接；所述旋转动力装置用于给整个系统提供动力，并控制所述旋转轴的旋转速度和伸缩位置；所述套筒为两端开口的管状结构，套装于所述旋转轴外围，所述旋转轴与套筒之间设置有动密封结构；

将CVD沉积炉炉体内恒温区的中心位置设置为坐标原点，坐标的xoy平面垂直于所述恒温区的中心轴，坐标的Z轴与所述恒温区的中心轴重合；三个所述套筒分别沿所述坐标X轴正、负方向和Z轴负方向穿过所述CVD沉积炉炉体和石墨保温管，三个所述套筒一端分别与所述CVD沉积炉炉体无缝焊接，另一端分别与所述石墨保温管固定密封连接；

所述构件夹具为镂空的框架结构，用于固定安装被沉积构件，其中点作为坐标原点，所述构件夹具的坐标与所述CVD沉积炉炉体内恒温区坐标重合；在所述构件夹具X轴正、负方向的两端和Z轴负方向的底端均设置有凹槽；旋转轴的一端与所述旋转动力装置连接，另一端端头周向设置有键，与所述构件夹具上设置的凹槽配合；X轴正、负方向的两个所述旋转轴通过键与所述构件夹具配合安装后，所述构件夹具能够绕X轴旋转；Z轴负方向的所述旋转轴通过键与所述构件夹具配合安装后，所述构件夹具能够绕Z轴旋转。

2.根据权利要求1所述用于CVD设备的双轴正交旋转系统，其特征在于：所述构件夹具Z轴正、负方向两端的定位块通过对称设置的两个支架固定，所述Z轴负方向一端的定位块上设置有凹槽，用于与所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向的所述旋转轴上的键配合；在所述两个支架外侧上各设置有一个连接块，所述连接块上设置有凹槽，用于与所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正、负方向的所述旋转轴上的键配合；两个所述连接块之间安装有固定杆，被沉积构件同轴固定于所述固定杆上。

3.根据权利要求1所述用于CVD设备的双轴正交旋转系统，其特征在于：所述构件夹具Z轴正、负方向两端的定位块通过对称设置的两个支架固定，所述Z轴负方向一端的定位块上设置有凹槽，用于与所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向的所述旋转轴上的键配合；在所述两个支架外侧上各设置有一个连接块，所述连接块上设置有凹槽，用于与所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正、负方向的所述旋转轴上的键配合；在所述两个支架内侧设置有被沉积构件定位工装，用于固定安装被沉积构件。

4.根据权利要求1所述用于CVD设备的双轴正交旋转系统，其特征在于：所述动密封结构为氟橡胶密封件。

5.根据权利要求1所述用于CVD设备的双轴正交旋转系统，其特征在于：所述旋转动力装置通过花键轴实现对所述旋转轴的伸缩控制。

6.一种使用双轴正交旋转系统的CVD设备制备构件的外延层材料的方法，其特征在于步骤如下：

步骤一：将被沉积构件固定安装于所述构件夹具内；

步骤二：对所述CVD沉积炉炉体进行加热，同时对炉体内抽真空，由进气管向炉体内通入需要使用的气态前驱体；

步骤三：接通在所述CVD沉积炉X轴正负方向设置的所述旋转动力装置的电源，控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向上的旋转轴向所述构件夹具伸出，并与所述构件夹具X轴正负方向两端的凹槽配合安装；然后控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向上的旋转轴绕X轴旋转，进一步带动所述构件夹具绕X轴旋转；使得气态前驱体在高温下分解、吸附、反应，最终沉积在被沉积构件表面；

步骤四：断开在所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向设置的所述旋转动力装置的电源，并将所述CVD沉积炉炉体内恒温区X轴正负方向上的旋转轴与所述构件夹具分离；接通在所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向设置的所述旋转动力装置的电源，控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向上的旋转轴向所述构件夹具伸出，并与所述构件夹具Z轴负方向的凹槽配合安装；然后控制所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向上的旋转轴绕Z轴旋转，进一步带动所述构件夹具绕Z轴旋转；使得气态前驱体再一次在高温下分解、吸附、反应，最终沉积在被沉积构件表面；

步骤五：沉积完毕后，断开在所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向设置的所述旋转动力装置的电源，并将所述CVD沉积炉炉体内恒温区Z轴负方向上的旋转轴与所述构件夹具分离；最后将被沉积构件取出。