CN117646193B - 一种原子层沉积的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原子层沉积的装置，具体涉及薄膜制备技术领域，该原子层沉积的装置，包括原子层沉积反应管，原子层沉积反应管的表面固定连接有固定环，固定环的表面固定安装有管盖，原子层沉积反应管的外表面固定安装有调节装置，管盖靠近固定环的表面固定安装有密封组件。本发明通过设置调节装置和密封组件等，当原子层沉积反应管与管盖之间出现密封变差的时候，通过启动组件会自动检测到，并自动提高限位槽内部的负压值，通过自动调节并加强原子层沉积反应管与管盖之间的密封性能，可以确保反应过程中始终保持稳定的真空环境，从而避免气体泄漏和杂质污染，确保原子层沉积过程的精准性和成功率，保证生产效率和产品质量。

Description

一种原子层沉积的装置

技术领域

本发明涉及薄膜制备技术领域，具体为一种原子层沉积的装置。

背景技术

原子层沉积（ALD）是一种薄膜沉积技术，常用于制备具有精确厚度和优异性能的薄膜材料，原子层沉积装置通常由反应室、化学前体供应系统、气体处理系统和控制监测系统等组成，原子层沉积管通常也被称为原子层沉积装置的反应室；

原子层沉积管是一个长管状的密闭空间，用于进行原子层沉积（ALD）过程中的化学反应，它是原子层沉积装置中的核心组件之一，负责容纳及反应化学前体气体和氧化剂气体以形成薄膜沉积，常原子层沉积管由惰性材料制成，如石英、蓝宝石或无机玻璃等，以确保反应室内的化学反应能够在较高温度下进行，同时保持惰性材料不与反应产物发生不必要的相互作用，原子层沉积管的设计和制造对于实现高质量、高控制性的薄膜沉积至关重要。

在原子层沉积过程中，高度纯净的反应气体（通常是惰性气体和反应气体）被循环流通在反应室内进行反应，在反应过程中，高温和高压环境可能会引起管盖与反应管之间的热膨胀和收缩，从而导致密封性能的变差，此外，从反应室中抽出反应气体也会引起气体压力变化，进一步影响了反应室内的真空度，导致密封性能的变差，而传统的管盖通过密封圈对管体之间的压力一定，所以在管盖固定后，密封圈在发生膨胀或者收缩的情况，密封圈不能够自动调整相互之间的密封压力，密封性得不到保证，密封性变差会致使反应室内的原子层沉积过程受到干扰，因为会发生原子层材料的泄露或杂质的进入，从而导致薄膜质量的下降或者杂质的形成，其次，密封性变差会导致材料的损耗和浪费，当反应气体泄漏时，不仅会导致薄膜的沉积不完成，还会导致反应室内不必要的反应和浪费，最后，密封性变差会增加设备故障的风险和维护成本，如果密封性能不良，会增加设备的维护难度和周期，并可能要求更频繁地维护和更换部件，从而增加维护成本。

因此，本领域技术人员提供了一种原子层沉积的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种原子层沉积的装置，具备能够根据原子层沉积管实际使用，灵活对管体和管盖之间的密封性自动调整等优点，解决了传统密封圈密封后不能够根据灵活根据使用情况对密封圈密封性调整的问题。

为实现上述能够根据原子层沉积管的实际使用，灵活对管体和管盖之间的密封性自动调整的目的，本发明提供如下技术方案：一种原子层沉积的装置，包括原子层沉积反应管，所述原子层沉积反应管的表面固定连接有固定环，所述固定环的表面固定安装有管盖，所述原子层沉积反应管的外表面固定安装有调节装置，所述固定环和管盖的连接处固定安装有连接组件，所述管盖靠近固定环的表面固定安装有密封组件，所述固定环的内部开设有限位槽，所述限位槽的内部活动安装有弹簧，所述弹簧的表面活动安装有转动组件，所述管盖的外表面固定连接有两个固定耳，所述管盖的内部开设有连通槽，所述连通槽为环形，所述管盖的外表面固定安装有气压表，所述管盖的表面等距固定连接有与连通槽内部相连通的通气管；

所述调节装置包括固定连接在原子层沉积反应管外表面的固定箱，所述固定箱的内部固定连接有外管，所述外管的内部滑动连接有连接棒，所述连接棒的一端固定连接有密封活塞，所述连接棒远离密封活塞的表面固定连接有滑动块，所述固定箱的内部固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端固定连接有螺纹棒，螺纹棒螺纹啮合转动连接在滑动块的内部，并通过螺纹棒的转动带动滑动块滑动，所述滑动块的内部贯穿插接有限位棒，所述限位棒的两端均固定连接在固定箱的内部，所述固定箱的外表面固定安装有启动组件；

所述启动组件包括固定连接在外管外表面的固定筒，所述固定筒的内部固定连接有固定板，所述固定板的表面开设有过气孔，所述固定筒的内部密封滑动连接有滑动板，所述滑动板的内部固定安装有常开式轻触开关，所述常开式轻触开关与伺服电机电性连接，所述固定筒的内部开设有调节腔，所述固定筒的内部固定安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端固定连接有密封块，态下密封块与滑动板之间为负压状态，所述滑动板和密封块的外表面均固定安装有密封圈；

所述连接组件包括固定连接在原子层沉积反应管外表面的主连接座，所述主连接座的内部开设有连接口，所述管盖的外表面固定连接有子连接座，所述子连接座靠近主连接座的表面固定连接有插接管，所述插接管的表面固定连接有第一密封环，所述插接管通过第一密封环密封插接在连接口的内部，所述子连接座的内部开设有过气槽，所述子连接座的内部固定连接有固定管，所述外管远离固定箱的一端固定连接在主连接座的内部，并于连接口的内部相连通。

优选的，所述外管的内部通过连接口、第一密封环、插接管与过气槽内部相连通，所述固定管远离过气槽的一端延伸到管盖的内部，并于所述连通槽的内部相连通，所述过气槽通过固定管与连通槽的内部相连通。

优选的，所述密封组件包括固定连接在管盖表面的定位环，所述定位环的内部固定连接有第一磁铁，所述定位环的表面等距贯穿开设有与通气管相匹配的安装孔，所述定位环的外表面固定连接有定位管，所述定位管的表面固定连接有第二密封环，所述第二密封环的表面等距开设有密封孔；

所述转动组件包括滑动连接在限位槽内部的转环，所述转环的外表面和内壁均等距活动安装有钢珠，所述转环的表面固定连接有连接筒，所述连接筒远离转环的表面固定连接有第二磁铁，所述第二磁铁与第一磁铁的相对面磁性相反，且第二磁铁的表面吸附在第一磁铁的表面。

优选的，所述密封活塞的外表面密封滑动连接在外管的内部，所述固定筒的内部与外管的内部相连通。

优选的，所述定位环的表面开设有与第一磁铁相匹配的安装槽，所述第一磁铁的外表面固定嵌入在安装槽的内部。

优选的，所述转环、连接筒和第二磁铁均转动连接在限位槽的内部，所述转环的表面抵靠在弹簧的表面。

与现有技术相比，本发明提供了一种原子层沉积的装置，具备以下有益效果：

1、该原子层沉积的装置，通过设置调节装置、连接组件和密封组件等，将管盖安装在原子层沉积反应管上后，通过调节装置使连通槽内部为负压状态，同时限位槽内部也为负压状态，能够使第二密封环的表面紧密贴合在原子层沉积反应管的表面，同时通过设置启动组件，当原子层沉积反应管与管盖之间出现密封变差的时候，通过启动组件会自动检测到，并带动伺服电机启动，提高限位槽内部的负压值，通过自动调节并加强原子层沉积反应管与管盖之间的密封性能，可以确保反应过程中始终保持稳定的真空环境，从而避免气体泄漏和杂质污染，确保原子层沉积过程的精准性和成功率，此外，自动调节还可以及时修正，避免反应过程中因为松动而造成的意外情况，比如杂质进入反应室或反应气压异常，导致反应产物的不均匀或质量下降，提高原子层沉积技术的稳定性和可靠性，保证生产效率和产品质量。

2、该原子层沉积的装置，通过设置转动组件，可以通过第二密封环与第二磁铁之间的吸附，快速将管盖安装在固定环上，然后通过转动管盖，快速调整子连接座与主连接座之间的位置，然后通过转环在限位槽内部的滑动，快速将插接管插入到连接口内部，提高了安装效率，使安装更省力，加强了灵活性。

3、该原子层沉积的装置，通过安装启动组件，当第二密封环使用过久密封性变差的时候，通过启动电动伸缩杆带动密封块往上滑动，增加密封块与滑动板之间的负压值，因此限位槽内部需要更大的负压带动滑动板滑动使伺服电机关闭，通过增大限位槽内部的负压值，提高了定位管对第二密封环的压力，使第二密封环依旧可以保持其密封性能，延长了第二密封环的使用寿命，加强了适应性。

附图说明

图1为本发明提出的一种原子层沉积的装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种原子层沉积的装置的剖视图；

图3为本发明提出的一种原子层沉积的装置中调节装置的结构示意图；

图4为本发明提出的一种原子层沉积的装置中启动组件的结构示意图；

图5为本发明提出的一种原子层沉积的装置中固定环和管盖的连接构示意图；

图6为本发明提出的一种原子层沉积的装置中连接组件的结构示意图；

图7为图4中A处的放大图；

图8为本发明提出的一种原子层沉积的装置中密封组件的结构示意图；

图9为本发明提出的一种原子层沉积的装置中定位环的结构示意图；

图10为本发明提出的一种原子层沉积的装置中管盖和通气管的连接示意图；

图11为本发明提出的一种原子层沉积的装置中转动组件的结构示意图。

图中：1、原子层沉积反应管；2、固定环；3、管盖；31、连通槽；32、气压表；33、通气管；301、固定耳；4、调节装置；41、固定箱；42、外管；43、连接棒；44、密封活塞；45、滑动块；46、伺服电机；47、限位棒；48、启动组件；481、固定筒；482、固定板；483、过气孔；484、滑动板；485、常开式轻触开关；486、调节腔；487、电动伸缩杆；488、密封块；5、连接组件；51、主连接座；52、子连接座；53、连接口；54、插接管；55、第一密封环；56、过气槽；57、固定管；6、密封组件；61、定位环；611、安装槽；62、第一磁铁；63、安装孔；64、定位管；65、第二密封环；7、限位槽；8、弹簧；9、转动组件；91、转环；92、钢珠；93、连接筒；94、第二磁铁。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-11，一种原子层沉积的装置，包括原子层沉积反应管1，原子层沉积反应管1的表面固定连接有固定环2，固定环2的表面固定安装有管盖3，原子层沉积反应管1的外表面固定安装有调节装置4，固定环2和管盖3的连接处固定安装有连接组件5，管盖3靠近固定环2的表面固定安装有密封组件6，固定环2的内部开设有限位槽7，限位槽7的内部活动安装有弹簧8，弹簧8的表面活动安装有转动组件9，管盖3的外表面固定连接有两个固定耳301，管盖3的内部开设有连通槽31，连通槽31为环形，管盖3的外表面固定安装有气压表32，管盖3的表面等距固定连接有与连通槽31内部相连通的通气管33。

调节装置4包括固定连接在原子层沉积反应管1外表面的固定箱41，固定箱41的内部固定连接有外管42，外管42的内部滑动连接有连接棒43，连接棒43的一端固定连接有密封活塞44，密封活塞44的外表面密封滑动连接在外管42的内部，连接棒43远离密封活塞44的表面固定连接有滑动块45，固定箱41的内部固定安装有伺服电机46，伺服电机46的输出端固定连接有螺纹棒，螺纹棒螺纹啮合转动连接在滑动块45的内部，并通过螺纹棒的转动带动滑动块45滑动，滑动块45的内部贯穿插接有限位棒47，限位棒47的两端均固定连接在固定箱41的内部，固定箱41的外表面固定安装有启动组件48，通过安装调节装置4，通过伺服电机46的启动能够带动滑动块45和连接棒43滑动，对连通槽31内部的气压进行调节。

连接组件5包括固定连接在原子层沉积反应管1外表面的主连接座51，主连接座51的内部开设有连接口53，管盖3的外表面固定连接有子连接座52，子连接座52靠近主连接座51的表面固定连接有插接管54，插接管54的表面固定连接有第一密封环55，插接管54通过第一密封环55密封插接在连接口53的内部，子连接座52的内部开设有过气槽56，外管42的内部通过连接口53、第一密封环55、插接管54与过气槽56内部相连通，子连接座52的内部固定连接有固定管57，固定管57远离过气槽56的一端延伸到管盖3的内部，并于连通槽31的内部相连通，过气槽56通过固定管57与连通槽31的内部相连通，外管42远离固定箱41的一端固定连接在主连接座51的内部，并于连接口53的内部相连通，通过设置调节装置4、连接组件5和密封组件6等，将管盖3安装在原子层沉积反应管1上后，通过调节装置4使连通槽31内部为负压状态，同时限位槽7内部也为负压状态，能够使第二密封环65的表面紧密贴合在原子层沉积反应管1的表面。

启动组件48包括固定连接在外管42外表面的固定筒481，固定筒481的内部固定连接有固定板482，固定筒481的内部与外管42的内部相连通，固定板482的表面开设有过气孔483，固定筒481的内部密封滑动连接有滑动板484，滑动板484的内部固定安装有常开式轻触开关485，常开式轻触开关485与伺服电机46电性连接，固定筒481的内部开设有调节腔486，固定筒481的内部固定安装有电动伸缩杆487，电动伸缩杆487的输出端固定连接有密封块488，常态下密封块488与滑动板484之间为负压状态，滑动板484和密封块488的外表面均固定安装有密封圈，通过设置启动组件48，当原子层沉积反应管1与管盖3之间出现密封变差的时候，通过启动组件48会自动检测到，并带动伺服电机46启动，提高限位槽7内部的负压值，通过自动调节并加强原子层沉积反应管1与管盖3之间的密封性能，可以确保反应过程中始终保持稳定的真空环境，从而避免气体泄漏和杂质污染，确保原子层沉积过程的精准性和成功率，此外，自动调节还可以及时修正，避免反应过程中因为松动而造成的意外情况，比如杂质进入反应室或反应气压异常，导致反应产物的不均匀或质量下降，提高原子层沉积技术的稳定性和可靠性，保证生产效率和产品质量。

密封组件6包括固定连接在管盖3表面的定位环61，定位环61的内部固定连接有第一磁铁62，定位环61的表面开设有与第一磁铁62相匹配的安装槽611，第一磁铁62的外表面固定嵌入在安装槽611的内部，定位环61的表面等距贯穿开设有与通气管33相匹配的安装孔63，定位环61的外表面固定连接有定位管64，定位管64的表面固定连接有第二密封环65，第二密封环65的表面等距开设有密封孔，由于定位管64对第二密封环65的压力可以调节，能够延长第二密封环65的使用寿命。

实施例

请参阅图5、7和图11，转动组件9包括滑动连接在限位槽7内部的转环91，转环91的外表面和内壁均等距活动安装有钢珠92，转环91的表面固定连接有连接筒93，连接筒93远离转环91的表面固定连接有第二磁铁94，第二磁铁94与第一磁铁62的相对面磁性相反，且第二磁铁94的表面吸附在第一磁铁62的表面，转环91、连接筒93和第二磁铁94均转动连接在限位槽7的内部，转环91的表面抵靠在弹簧8的表面，通过设置转动组件9，可以通过第二密封环65与第二磁铁94之间的吸附，快速将管盖3安装在固定环2上，然后通过转动管盖3，快速调整子连接座52与主连接座51之间的位置，然后通过转环91在限位槽7内部的滑动，快速将插接管54插入到连接口53内部，提高了安装效率，使安装更省力，加强了灵活性。

综上所述，该原子层沉积的装置在对管盖3安装的时候，先将管盖3放置在固定环2的表面，将定位环61插接在固定环2的内部，使第一磁铁62的表面与第二磁铁94的表面相吸合，然后通过手持管盖3对管盖3进行转动，使子连接座52转动到与主连接座51表面重合的位置，并将插接管54插入到连接口53内部，然后通过启动伺服电机46，伺服电机46通过螺纹杆带动滑动块45滑动，滑动块45通过连接棒43带动密封活塞44滑动，使连接口53内部为负压状态，同时限位槽7内部也为负压状态，管盖3通过定位管64带动第二密封环65紧紧抵靠在固定环2的内部，限位槽7内部负压的时候，固定筒481内部也为负压状态，并带动滑动板484往下滑动，当滑动板484与固定板482的表面贴合的时候，常开式轻触开关485的输入端抵靠在固定板482表面，伺服电机46处于关闭状态，限位槽7内部压强不再变化，管盖3与原子层沉积反应管1安装完成。

当管盖3与原子层沉积反应管1固定后密封性出现降低的时候，滑动板484下方负压低于上方负压的时候，滑动板484会往远离固定板482的方向滑动，此时常开式轻触开关485的输入端没有与固定板482接触，伺服电机46启动，带动密封活塞44滑动，提高限位槽7内部负压，保持管盖3与原子层沉积反应管1之间的密封性。

当第二密封环65使用过久密封性变差的时候通过启动电动伸缩杆487带动密封块488往上滑动，增加密封块488与滑动板484之间的负压值，因此限位槽7内部需要更大的负压带动滑动板484滑动使伺服电机46关闭，通过增大限位槽7内部的负压值，提高了定位管64对第二密封环65的压力，使第二密封环65依旧可以保持其密封性能，延长了第二密封环65的使用寿命，加强了适应性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种原子层沉积的装置，包括原子层沉积反应管（1），其特征在于：所述原子层沉积反应管（1）的表面固定连接有固定环（2），所述固定环（2）的表面固定安装有管盖（3），所述原子层沉积反应管（1）的外表面固定安装有调节装置（4），所述固定环（2）和管盖（3）的连接处固定安装有连接组件（5），所述管盖（3）靠近固定环（2）的表面固定安装有密封组件（6），所述固定环（2）的内部开设有限位槽（7），所述限位槽（7）的内部活动安装有弹簧（8），所述弹簧（8）的表面活动安装有转动组件（9），所述管盖（3）的外表面固定连接有两个固定耳（301），所述管盖（3）的内部开设有连通槽（31），所述连通槽（31）为环形，所述管盖（3）的外表面固定安装有气压表（32），所述管盖（3）的表面等距固定连接有与连通槽（31）内部相连通的通气管（33）；

所述调节装置（4）包括固定连接在原子层沉积反应管（1）外表面的固定箱（41），所述固定箱（41）的内部固定连接有外管（42），所述外管（42）的内部滑动连接有连接棒（43），所述连接棒（43）的一端固定连接有密封活塞（44），所述连接棒（43）远离密封活塞（44）的表面固定连接有滑动块（45），所述固定箱（41）的内部固定安装有伺服电机（46），所述伺服电机（46）的输出端固定连接有螺纹棒，螺纹棒螺纹啮合转动连接在滑动块（45）的内部，并通过螺纹棒的转动带动滑动块（45）滑动，所述滑动块（45）的内部贯穿插接有限位棒（47），所述限位棒（47）的两端均固定连接在固定箱（41）的内部，所述固定箱（41）的外表面固定安装有启动组件（48）；

所述启动组件（48）包括固定连接在外管（42）外表面的固定筒（481），所述固定筒（481）的内部固定连接有固定板（482），所述固定板（482）的表面开设有过气孔（483），所述固定筒（481）的内部密封滑动连接有滑动板（484），所述滑动板（484）的内部固定安装有常开式轻触开关（485），所述常开式轻触开关（485）与伺服电机（46）电性连接，所述固定筒（481）的内部开设有调节腔（486），所述固定筒（481）的内部固定安装有电动伸缩杆（487），所述电动伸缩杆（487）的输出端固定连接有密封块（488），态下密封块（488）与滑动板（484）之间为负压状态，所述滑动板（484）和密封块（488）的外表面均固定安装有密封圈；

所述连接组件（5）包括固定连接在原子层沉积反应管（1）外表面的主连接座（51），所述主连接座（51）的内部开设有连接口（53），所述管盖（3）的外表面固定连接有子连接座（52），所述子连接座（52）靠近主连接座（51）的表面固定连接有插接管（54），所述插接管（54）的表面固定连接有第一密封环（55），所述插接管（54）通过第一密封环（55）密封插接在连接口（53）的内部，所述子连接座（52）的内部开设有过气槽（56），所述子连接座（52）的内部固定连接有固定管（57），所述外管（42）远离固定箱（41）的一端固定连接在主连接座（51）的内部，并于连接口（53）的内部相连通。

2.根据权利要求1所述的一种原子层沉积的装置，其特征在于：所述外管（42）的内部通过连接口（53）、第一密封环（55）、插接管（54）与过气槽（56）内部相连通，所述固定管（57）远离过气槽（56）的一端延伸到管盖（3）的内部，并于所述连通槽（31）的内部相连通，所述过气槽（56）通过固定管（57）与连通槽（31）的内部相连通。

3.根据权利要求1所述的一种原子层沉积的装置，其特征在于：所述密封组件（6）包括固定连接在管盖（3）表面的定位环（61），所述定位环（61）的内部固定连接有第一磁铁（62），所述定位环（61）的表面等距贯穿开设有与通气管（33）相匹配的安装孔（63），所述定位环（61）的外表面固定连接有定位管（64），所述定位管（64）的表面固定连接有第二密封环（65），所述第二密封环（65）的表面等距开设有密封孔；

所述转动组件（9）包括滑动连接在限位槽（7）内部的转环（91），所述转环（91）的外表面和内壁均等距活动安装有钢珠（92），所述转环（91）的表面固定连接有连接筒（93），所述连接筒（93）远离转环（91）的表面固定连接有第二磁铁（94），所述第二磁铁（94）与第一磁铁（62）的相对面磁性相反，且第二磁铁（94）的表面吸附在第一磁铁（62）的表面。

4.根据权利要求2所述的一种原子层沉积的装置，其特征在于：所述密封活塞（44）的外表面密封滑动连接在外管（42）的内部，所述固定筒（481）的内部与外管（42）的内部相连通。

5.根据权利要求3所述的一种原子层沉积的装置，其特征在于：所述定位环（61）的表面开设有与第一磁铁（62）相匹配的安装槽（611），所述第一磁铁（62）的外表面固定嵌入在安装槽（611）的内部。

6.根据权利要求5所述的一种原子层沉积的装置，其特征在于：所述转环（91）、连接筒（93）和第二磁铁（94）均转动连接在限位槽（7）的内部，所述转环（91）的表面抵靠在弹簧（8）的表面。