CN114892145B - 一种提高化学气相沉积效率的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高化学气相沉积效率的方法，包括以下步骤：S1、设置多组三层套装，最内部为工装，中间层为28‑32寸坩埚，最外部为36寸坩埚；本发明还提出了一种提高化学气相沉积效率的设备，包括承载架，所述承载架的下端连接有供气机构。本方法相比于常规装炉方式特点在于为气体设定了一条特定的“S”形通道，使气体的流动有方向性，克服了气体扩散的随机性，另外，增大了气体与预制体接触的表面积使沉积更为充分，封气的方式可以增大预制体壁与壁之间的气体压力，更好的使沉积由内向外进行，并且能根据情况调节气体流量，还能保证第二坩埚和第一坩埚之间以及第一坩埚和工装部件之间的距离一致，提升沉积的效率和质量。

Description

一种提高化学气相沉积效率的方法及设备

技术领域

本发明涉及化学气相沉积技术领域，尤其涉及一种提高化学气相沉积效率的方法及设备。

背景技术

双室化学气相沉积炉由于炉体在炉盖上方，沉积所通气体是由底部扩散到顶部，基于化学气相沉积炉的结构，装料一般在炉盖内部平台上，根据气孔分布情况并结合待沉积预制体外径进行摆放，为保持预制体内部及外部各位置与气体充分接触，装料时需将底层预制体垫高，并且在气孔正上方设置挡气板以使气体在流动过程中向四周扩散以便接触到预制体各个面，另外，由于气体逸散的不规则性和随意性，并受炉内温度和压力的影响造成预制体各表面所吸附的气体浓度不同，从而造成沉积密度的不均匀，同时连接的密封性以及气体流量也会影响沉积的状况。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中由于气体逸散的不规则性和随意性，并受炉内温度和压力的影响造成预制体各表面所吸附的气体浓度不同，从而造成沉积密度的不均匀，同时连接的密封性以及气体流量也会影响沉积的状况的不足，而提出的一种提高化学气相沉积效率的方法及设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种提高化学气相沉积效率的方法，包括以下步骤：

S1、设置多组三层套装，最内部为工装，中间层为28-32寸坩埚，最外部为36寸坩埚；

S2、其中一组最内层工装直接扣置在供气机构上，最内层工装放入内部放置挡气组件，中间一层32寸坩埚用垫块垫高露出缝隙使气体能够通过，外层36寸坩埚同样直接扣置在供气机构上；

S3、其余组的三层套装均设置在支撑圆盘上，并且在圆盘上开口，圆盘上的开口和其上端的内部工装对应，使其中一个圆盘和下端的36寸坩埚上端抵触，并且使圆盘上的开口和下端的36寸坩埚上端开口对应，依次进行安装，在最上端的36寸坩埚上端放置圆盘；

S4、进行调节，使部件之间连接紧密，不免出现漏气的情况，同时使三层套装之间的距离稳定；

S5、气体从供气机构直接输送至最内部的工装内，经挡气组件分流，会沿着最内部工装的内壁从工装上端的开口流出，再依次经过28寸/32寸坩埚内壁下移后，进入到28寸/32寸坩埚垫外壁和36寸坩埚内壁之间，最后经36寸坩埚上端开口流向更高一层。

本发明还提出了一种提高化学气相沉积效率的设备，包括承载架，所述承载架的下端连接有供气机构，所述承载架的上端由上至下依次是依次设有四个隔板，所述隔板的上下两端均贴敷有石墨密封圈，所述隔板及其上下两端的两个石墨密封圈上共同开设有第一开口，相邻两个隔板之间设有坩埚组件，所述坩埚组件和上下两个第一开口相对应，相邻两个隔板上共同设有夹紧机构，所述隔板上设有动力机构，所述动力机构上设有转轴，所述转轴通过同步组件传动连接有竖轴，所述竖轴和转轴均转动套接在隔板上，所述竖轴的上端固定有转动杆，所述转轴的上端固定有摆杆，所述摆杆的一端转动套接有第一抵触轴，所述转动杆的两端均转动套接有第二抵触轴，所述隔板的上端等间距设有多个垫块。

优选地，为了方便工作供气的均匀性，提升供气的效率和质量，所述供气机构包括贯穿设置在承载架上的供气管，所述供气管和最下端的第一开口相对应，所述供气管上安装有阀体。

优选地，为了很好的使气体在两个坩埚和工装之间进行流动，提升流动的均匀性，所述坩埚组件包括设置在两个隔板之间的第二坩埚，所述第二坩埚内套设有第一坩埚，所述第一坩埚的下端垫块相抵触，所述第一坩埚内套设有工装部件，所述工装部件内安装有多个挡气板，所述工装部件的上端开设有第二开口，所述第二坩埚的上端开设有第三开口，所述第三开口和上端隔板内的第一开口相对应。

优选地，为了保证连接的密封性，避免出现泄漏的情况，所述夹紧机构包括固定在隔板两侧的两个轴套和两个螺纹管，同一个隔板上的两个轴套之间夹角为一百八十度，同一个隔板上的两个螺纹管之间的夹角为一百八十度，所述轴套内贯穿设有滑杆，所述滑杆的上端转动套接有圆环，所述圆环和轴套的上端相抵触，所述滑杆的上端固定有旋钮，所述滑杆的下端固定有螺杆，所述螺杆和与其对应的螺纹管相螺合。

优选地，为了便于工作人员进行操控，便于为调节坩埚和工装提供动力，所述动力机构包括设置在隔板内的空腔，所述空腔内转动套接有齿圈，所述空腔内滑动安装有直齿条，所述直齿条和齿圈相啮合，所述隔板上转动套接有控制钮，所述控制钮下端固定有第一齿轮，所述第一齿轮和直齿条相啮合，所述转轴上固定套装有第二齿轮，所述第二齿轮和齿圈相啮合。

优选地，为了便于进行安装以及保证隔板安装的稳定性，所述承载架和四个隔板的一侧均固定有定位件，所述承载架一侧的定位件内固定有定位杆，所述定位杆滑动套接在位于上端的四个定位件内。

本发明的有益效果是：

1、通过坩埚组件的设置相比于常规装炉方式特点在于为气体设定了一条特定的“S”形通道，使气体的流动有方向性，克服了气体扩散的随机性，另外，增大了气体与预制体接触的表面积使沉积更为充分，封气的方式可以增大预制体壁与壁之间的气体压力，更好的使沉积由内向外进行；

2、通过螺杆、滑杆、圆环的作用，从而和位于上端的轴套抵触，且能使滑杆转动，方便使螺杆和位于下端的螺纹管螺合，便于使相邻的两个隔板之间的距离缩小，能很好的使石墨密封圈和坩埚组件抵触密封；

3、通过阀体、供气管的配合，从而能很好的控制气体流量，便于根据实际情况进行调节，保证气体输送；

4、通过控制钮的作用，能很好的调节齿圈，从而便于使多个第二齿轮同步转动，并且通过同步组件使竖轴同步转动，方便使摆杆和转动杆转动，便于使第一抵触轴抵触工装部件的内壁，同时转动杆上的两个第二抵触轴分别抵触第二坩埚和第一坩埚的相对一侧能很好的调节第二坩埚、第一坩埚、工装部件之间的位置关系，能很好地使气体进行流动，进一步的提升沉降的效率和质量。

综上所述，本方法相比于常规装炉方式特点在于为气体设定了一条特定的“S”形通道，使气体的流动有方向性，克服了气体扩散的随机性，另外，增大了气体与预制体接触的表面积使沉积更为充分，封气的方式可以增大预制体壁与壁之间的气体压力，更好的使沉积由内向外进行，并且能根据情况调节气体流量，还能保证第二坩埚和第一坩埚之间以及第一坩埚和工装部件之间的距离一致，提升沉积的效率和质量。

附图说明

图1为本发明提出的一种提高化学气相沉积效率的设备的剖视图；

图2为本发明提出的一种提高化学气相沉积效率的设备的滑杆和螺纹杆连接结构图；

图3为本发明提出的一种提高化学气相沉积效率的设备的A处放大图；

图4为本发明提出的一种提高化学气相沉积效率的设备的空腔内部结构图；

图5为本发明提出的一种提高化学气相沉积效率的设备的隔板俯视图；

图中：1阀体、2供气管、3承载架、4隔板、5石墨密封圈、6第二坩埚、7第三开口、8第一坩埚、9工装部件、10第二开口、11挡气板、12滑杆、13螺纹管、14第一齿轮、15轴套、16圆环、17螺杆、18旋钮、19定位杆、20定位件、21齿圈、22空腔、23第二齿轮、24竖轴、25同步组件、26摆杆、27转轴、28垫块、29第一抵触轴、30第二抵触轴、31转动杆、32控制钮、33第一开口、34直齿条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种提高化学气相沉积效率的方法，包括以下步骤：

S1、设置多组三层套装，最内部为工装，中间层为28-32寸坩埚，最外部为36寸坩埚；

S2、其中一组最内层工装直接扣置在供气机构上，最内层工装放入内部放置挡气组件，中间一层32寸坩埚用垫块垫高露出缝隙使气体能够通过，外层36寸坩埚同样直接扣置在供气机构上；

S3、其余组的三层套装均设置在支撑圆盘上，并且在圆盘上开口，圆盘上的开口和其上端的内部工装对应，使其中一个圆盘和下端的36寸坩埚上端抵触，并且使圆盘上的开口和下端的36寸坩埚上端开口对应，依次进行安装，在最上端的36寸坩埚上端放置圆盘；

S4、进行调节，使部件之间连接紧密，不免出现漏气的情况，同时使三层套装之间的距离稳定；

S5、气体从供气机构直接输送至最内部的工装内，经挡气组件分流，会沿着最内部工装的内壁从工装上端的开口流出，再依次经过28寸/32寸坩埚内壁下移后，进入到28寸/32寸坩埚垫外壁和36寸坩埚内壁之间，最后经36寸坩埚上端开口流向更高一层。

参照图1，一种提高化学气相沉积效率的设备，包括承载架3，承载架3的下端连接有供气机构，能稳定的供应气体，同时能很好控制供应气体的流量。

参照图1，供气机构包括贯穿设置在承载架3上的供气管2，供气管2和最下端的第一开口33相对应，供气管2上安装有阀体1，通过阀体1能很好的控制供气管2供气的流量，供气管2和最下端隔板4上的第一开口33对应，便于气体进入最下端的工装部件9内。

参照图1、3，承载架3的上端由上至下依次是依次设有四个隔板4，隔板4的上下两端均贴敷有石墨密封圈5，柔性石墨又称膨胀石墨，它以鳞石墨为原料，经化工处理生成层间化合物；可分为掺入金属或不掺入金属元素石墨材料。该材料可粘接以至可制造直径超过600MM管道垫片，对许多酸、碱、盐和有机合物和传热溶液，甚至高温溶液具有非常优异的耐蚀性能，它不能熔化，但超过3316℃时将升华，石墨密封圈5具有一定的柔性，在挤压时能发生形变填充与其连接部件的上的缝隙，提升密封效果，最下端的石墨密封圈5在重力的作用下能很好的和承载架3挤压密封，隔板4及其上下两端的两个石墨密封圈5上共同开设有第一开口33，便于气体的流动。

参照图1，相邻两个隔板4之间设有坩埚组件，坩埚组件和上下两个第一开口33相对应，能和好的使气体在坩埚组件内流动，同时便于沉积。

参照图1，坩埚组件包括设置在两个隔板4之间的第二坩埚6，第二坩埚6内套设有第一坩埚8，第一坩埚8的下端垫块28相抵触，第一坩埚8内套设有工装部件9，工装部件9内安装有多个挡气板11，工装部件9的上端开设有第二开口10，第二坩埚6的上端开设有第三开口7，第三开口7和上端隔板4内的第一开口33相对应，第二坩埚6、第一坩埚8和工装部件9的中心线重合，同时第一坩埚8通过垫块28和隔板4以及石墨密封圈5之间留有一定的距离，便于气体经工装部件9内后通过工装部件9上端的第二开口10进入第一坩埚8内沿第一坩埚8内壁下移后，通过垫块28之间的孔洞进入第二坩埚6内并沿第二坩埚6内壁上移，便于进行沉积。

参照图1-5，相邻两个隔板4上共同设有夹紧机构，夹紧机构包括固定在隔板4两侧的两个轴套15和两个螺纹管13，同一个隔板4上的两个轴套15之间夹角为一百八十度，同一个隔板4上的两个螺纹管13之间的夹角为一百八十度，轴套15内贯穿设有滑杆12，滑杆12的上端转动套接有圆环16，圆环16和轴套15的上端相抵触，滑杆12的上端固定有旋钮18，滑杆12的下端固定有螺杆17，螺杆17和与其对应的螺纹管13相螺合，转动旋钮18时其下端的滑杆12带动螺杆17螺合进与其对应的螺纹管13内，随着螺杆17的下移，能使相邻两个隔板4之间的距离缩小，能使坩埚组件挤压其上下两端的石墨密封圈5，有效及进行密封。

参照图4、5，隔板4上设有动力机构，动力机构上设有转轴27，转轴27通过同步组件25传动连接有竖轴24，转轴27能通过同步组件25带动竖轴24同步转动，竖轴24和转轴27均转动套接在隔板4上，竖轴24的上端固定有转动杆31，转轴27的上端固定有摆杆26，摆杆26的一端转动套接有第一抵触轴29，转动杆31的两端均转动套接有第二抵触轴30，隔板4的上端等间距设有多个垫块28，通过动力机构的运作能很好的使竖轴24和转轴27同向转动，能使转动杆31和摆杆26转动，摆杆26带动第一抵触轴29抵触工装部件9的内壁，转动杆31转动能使其上的两个第二抵触轴30分别抵触第二坩埚6的内壁以及第一坩埚8的外壁，多个第一抵触轴29和多个第二抵触轴30能保证工装部件9、第一坩埚8、第二坩埚6的中线和第一开口33的中心重合，便于保证安装的效果。

参照图4、5，动力机构包括设置在隔板4内的空腔22，空腔22内转动套接有齿圈21，空腔22内滑动安装有直齿条34，直齿条34和齿圈21相啮合，隔板4上转动套接有控制钮32，控制钮32下端固定有第一齿轮14，第一齿轮14和直齿条34相啮合，转轴27上固定套装有第二齿轮23，第二齿轮23和齿圈21相啮合，使用者能通过控制钮32带动第一齿轮14使直齿条34带动齿圈21转动，能使齿圈21带动第二齿轮23转动，便于为转轴27的转动提供动力。

参照图5，承载架3和四个隔板4的一侧均固定有定位件20，承载架3一侧的定位件20内固定有定位杆19，定位杆19滑动套接在位于上端的四个定位件20内，便于隔板4的放置，其能很好的配合夹紧机构有效保证部件安装的稳定性。

在本发明中，设置多组三层套装，最内部为工装，中间层为28-32寸坩埚，最外部为36寸坩埚，其中一组最内层工装直接扣置在供气机构上，最内层工装放入内部放置挡气组件，中间一层32寸坩埚用垫块垫高露出缝隙使气体能够通过，外层36寸坩埚同样直接扣置在供气机构上，其余组的三层套装均设置在支撑圆盘上，并且在圆盘上开口，圆盘上的开口和其上端的内部工装对应，使其中一个圆盘和下端的36寸坩埚上端抵触，并且使圆盘上的开口和下端的36寸坩埚上端开口对应，依次进行安装，在最上端的36寸坩埚上端放置圆盘，进行调节，使部件之间连接紧密，不免出现漏气的情况，同时使三层套装之间的距离稳定，气体从供气机构直接输送至最内部的工装内，经挡气组件分流，会沿着最内部工装的内壁从工装上端的开口流出，再依次经过28寸/32寸坩埚内壁下移后，进入到28寸/32寸坩埚垫外壁和36寸坩埚内壁之间，最后经36寸坩埚上端开口流向更高一层，通过控制钮32能很好的带动第一齿轮14转动，使直齿条34带动齿圈21转动，齿圈21能使第二齿轮23带动转轴27转动，并且转轴27通过同步组件25能使竖轴24转动，转轴27和竖轴24使摆杆26和转动杆31转动便于使第一抵触轴29抵触工装部件9的内壁，同时能使同一个转动杆31上的两个第二抵触轴30分别抵触第二坩埚6和第一坩埚8的相对一侧，同时通过滑杆12和螺杆17的配合，便于使相邻两个隔板4之间的距离缩短，能通过挤压石墨密封圈5进行密封，避免出现泄漏的情况。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种提高化学气相沉积效率的方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1、设置多组三层套装，最内部为工装，中间层为28-32寸坩埚，最外部为36寸坩埚；

S2、其中一组最内层工装直接扣置在供气机构上，最内层工装放入内部放置挡气组件，中间一层32寸坩埚用垫块垫高露出缝隙使气体能够通过，外层36寸坩埚同样直接扣置在供气机构上；

S3、其余组的三层套装均设置在支撑圆盘上，并且在圆盘上开口，圆盘上的开口和其上端的内部工装对应，使其中一个圆盘和下端的36寸坩埚上端抵触，并且使圆盘上的开口和下端的36寸坩埚上端开口对应，依次进行安装，在最上端的36寸坩埚上端放置圆盘；

S4、进行调节，使部件之间连接紧密，不免出现漏气的情况，同时使三层套装之间的距离稳定；

S5、气体从供气机构直接输送至最内部的工装内，经挡气组件分流，会沿着最内部工装的内壁从工装上端的开口流出，再依次经过28寸/32寸坩埚内壁下移后，进入到28寸/32寸坩埚垫外壁和36寸坩埚内壁之间，最后经36寸坩埚上端开口流向更高一层。

2.一种提高化学气相沉积效率的设备，包括承载架（3），其特征在于：所述承载架（3）的下端连接有供气机构，所述承载架（3）的上端由上至下依次是依次设有四个隔板（4），所述隔板（4）的上下两端均贴敷有石墨密封圈（5），所述隔板（4）及其上下两端的两个石墨密封圈（5）上共同开设有第一开口（33），相邻两个隔板（4）之间设有坩埚组件，所述坩埚组件和上下两个第一开口（33）相对应，相邻两个隔板（4）上共同设有夹紧机构，所述隔板（4）上设有动力机构，所述动力机构上设有转轴（27），所述转轴（27）通过同步组件（25）传动连接有竖轴（24），所述竖轴（24）和转轴（27）均转动套接在隔板（4）上，所述竖轴（24）的上端固定有转动杆（31），所述转轴（27）的上端固定有摆杆（26），所述摆杆（26）的一端转动套接有第一抵触轴（29），所述转动杆（31）的两端均转动套接有第二抵触轴（30），所述隔板（4）的上端等间距设有多个垫块（28），所述供气机构包括贯穿设置在承载架（3）上的供气管（2），所述供气管（2）和最下端的第一开口（33）相对应，所述供气管（2）上安装有阀体（1），所述坩埚组件包括设置在两个隔板（4）之间的第二坩埚（6），所述第二坩埚（6）内套设有第一坩埚（8），所述第一坩埚（8）的下端垫块（28）相抵触，所述第一坩埚（8）内套设有工装部件（9），所述工装部件（9）内安装有多个挡气板（11），所述工装部件（9）的上端开设有第二开口（10），所述第二坩埚（6）的上端开设有第三开口（7），所述第三开口（7）和上端隔板（4）内的第一开口（33）相对应，所述夹紧机构包括固定在隔板（4）两侧的两个轴套（15）和两个螺纹管（13），同一个隔板（4）上的两个轴套（15）之间夹角为一百八十度，同一个隔板（4）上的两个螺纹管（13）之间的夹角为一百八十度，所述轴套（15）内贯穿设有滑杆（12），所述滑杆（12）的上端转动套接有圆环（16），所述圆环（16）和轴套（15）的上端相抵触，所述滑杆（12）的上端固定有旋钮（18），所述滑杆（12）的下端固定有螺杆（17），所述螺杆（17）和与其对应的螺纹管（13）相螺合，所述动力机构包括设置在隔板（4）内的空腔（22），所述空腔（22）内转动套接有齿圈（21），所述空腔（22）内滑动安装有直齿条（34），所述直齿条（34）和齿圈（21）相啮合，所述隔板（4）上转动套接有控制钮（32），所述控制钮（32）下端固定有第一齿轮（14），所述第一齿轮（14）和直齿条（34）相啮合，所述转轴（27）上固定套装有第二齿轮（23），所述第二齿轮（23）和齿圈（21）相啮合，所述承载架（3）和四个隔板（4）的一侧均固定有定位件（20），所述承载架（3）一侧的定位件（20）内固定有定位杆（19），所述定位杆（19）滑动套接在位于上端的四个定位件（20）内。

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