CN207512257U - 气体混合装置以及包括该气体混合装置的cvd设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种气体混合装置以及包括该气体混合装置的CVD设备，包括：混合管、与混合管出口连接的混合腔、与混合腔出口连接的导出管，混合管的内壁为螺旋结构。本实用新型将混合管内壁设置为螺旋结构，原料气体沿螺旋形结构行进过程中受管壁螺旋结构的约束多次改变行进方向，多种气体在同一管路中充分混合，随后气体进入直径变大的混合腔形成涡流，在混合腔中进一步存储混合。本实用新型公开的气体混合装置可改善混合气体均匀性，提高气体混合的效率。

Description

气体混合装置以及包括该气体混合装置的CVD设备

技术领域

本实用新型涉及化学气相沉积工艺。更具体地，涉及一种气体混合装置以及包括该气体混合装置的CVD设备。

背景技术

在例如CVD的以多种气体为原料沉积设备中，沉积的均匀性是基础要素，也是影响沉积膜层是否符合要求的最重要的因素之一。影响沉积的均匀性的因素有很多，譬如温度均匀性、气体均匀性、放电电场均匀性等等。其中影响气体均匀性除了扩散器的均匀性外，原料气体是否混合均匀，也影响沉积膜质的均匀性。

通常在原料气体通入沉积腔体前，气体已开始混合，然后经由扩散器通入反应腔室。但是对于流量比较小的气体，要想在流量比例大的气体中混合均匀，却不容易。

因此，需要提供一种气体混合装置和能够实现原料气体均匀混合的CVD设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体混合装置以及包括该气体混合装置的CVD设备，使多种气体在同一管路中充分混合，改善气体均匀性，提高气体混合的效率。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种气体混合装置，包括：混合管、与混合管出口连接的混合腔、与混合腔出口连接的导出管，混合管的内壁为螺旋结构。

进一步地，混合管内壁包括多个弧形槽，每个弧形槽沿气流行进方向在混合管内壁螺旋设置。

进一步地，多个弧形槽平行设置。

进一步地，多个弧形槽沿混合管径向均布设置。

进一步地，弧形槽到混合管中心的最小内径与弧形槽到混合管中心的最大内径的比为1:1.05～1:1.5。

进一步地，混合腔为球形。

进一步地，混合管的直径小于所述球形混合腔的直径。

进一步地，混合管、混合腔同轴设置。

进一步地，混合管入口与合气管出口连接，所述合气管具有多个进气口。

进一步地，混合管的长度为0.2米～2米。

进一步地，混合管的直径与混合腔的直径比为1:2～1:20。

进一步地，合气管、混合管、混合腔及导出管均由防腐蚀材料制成。

本实用新型的实施例还公开了一种CVD设备，包括如上面所述的气体混合装置。

本实用新型的有益效果如下：

原料气体沿螺旋形结构行进过程中受管壁螺旋结构的约束多次改变行进方向，多种气体在同一管路中充分混合，随后气体进入直径变大的混合腔形成涡流，在混合腔中进一步存储混合。本实用新型的气体混合装置可改善混合气体均匀性，提高气体混合的效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1为本实用新型的一个实施例所示的气体混合装置结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例所示的混合管结构示意图；

图3为本实用新型的一个实施例所示的合气管结构示意图；

图4A为本实用新型一个实施例的混合管截面示意图；

图4B为本实用新型另一实施例的混合管截面示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型的一个实施例公开的一种气体混合装置，包括：混合管1、与混合管连接的混合腔2，混合管的内壁为螺旋结构11。所述混合管1和混合腔2可以为一体焊接而成，也可以可拆卸的密封连接在一起，为了方便清洁更换，本实用新型优选的将混合管1和混合腔2设置为可拆卸密封连接，并将混合管1、混合腔2同轴设置，保证混合气体在行进过程中的速度，

优选的，混合腔2的入口与混合管1连接，出口与导出管3连接，导出管3用于将混合腔2中混合均匀的气体导出到后续腔室中。当气体的种类较多时导出管3的内壁也可以为螺旋形结构，进一步混合导出的气体。混合管1的螺旋形内壁促进不同流量的气体混合，从混合管1出来的气体在混合腔2中进一步混合后从导出管3导出，增加气体混合的效率并提高多气体混合的均匀性。

优选的，混合腔2设计为球形，混合腔2的作用是使在混合管1中形成涡流的混合气体在混合腔2中进一步存储混合，使混合气体在混合腔中混合更加均匀，同时由于气体涡流刚从混合管1出口进入混合腔2时的惯性作用，可以搅拌混合腔2中的混合气体，促进气体混合，提高混合效率。同时，混合腔2采用球形设计，防止混合气体在混合腔2中的某个角落滞留，避免气体混合不充分，提高了混合效率。

混合管1的直径小于球形混合腔2的直径，首先保证了混合气体有充足的空间存储在混合腔2中，其次混合气体从直径相对小的混合管1进入直径相对大的混合腔2，然后再从直径相对小的导出管3导出，多次变径可使混合气体前进时的流速发生改变，促进气体的混合。具体的，混合管1的直径与混合腔2的直径比为1:2～1:20，这样可以控制混合管1中混合气体的流量与混合腔2中混合气体的流量关系，保证气体充分混合的前提下提高混合导出速度，提高混合效率。

混合管1的长度为0.2米～2米，如果混合管1长度过短，混合气体经过混合管1还未充分混合就已经到了混合管1的出口处，达不到促进混合的效果；若混合管1的长度过长，混合气体在螺旋前进的过程中速度逐渐降低，最后会滞留在混合管1中，无法到达混合腔2，降低了混合效率。

结合图2，本实用新型一个实施例所述的混合管1内壁包括多个弧形槽11，每个弧形槽11沿气流行进方向在混合管1内壁螺旋设置，所有的弧形槽11在混合管1的内壁上相对平行设置，互不接触，且每个弧形槽11绕混合管1内壁旋转的螺距相同，保证气体沿每个弧形槽11旋转前进过程中的速度一致。

优选的，所有弧形槽11沿混合管1径向均布设置，每两个弧形槽11间的距离相同，使混合气体沿弧形槽11旋转前进过程中混合管1各处受力均匀，不会剧烈晃动或发生偏移，同时保证气体沿每个弧形槽11旋转前进过程中的速度一致。

如图3所示，本实用新型的一个实施例所述的混合管1的入口与合气管4的出口连接，合气管4具有多个进气口41、42、43，其中，每个进气口所在的管道都通有不同流量的气体，多种气体通过各自的进气口进入合气管4后进行初步混合，经过初步混合的混合气体进入混合管1，沿混合管1的弧形槽11螺旋前进，在前进过程中进一步混合，使得进入混合管1的气体为初步混合后的混合气体，避免了不同流量的气体直接进入混合管1内不同的弧形槽，提高了混合效率。

如图4A所示，本实用新型实施例提供了一种混合管1的剖面图，弧形槽11到混合管中心的最小半径r1与弧形槽11到混合管中心的最大半径r2的比为1:1.05～1:1.5，优选的为1:1.05～1:1.1。将弧形槽11的深度限制在一定范围内，确保混合气体进入混合管1后能沿弧形槽11旋转前进并充分混合，若弧形槽11过小，混合气体不会沿弧形槽11旋转前进，或者只有小部分气体沿弧形槽11旋转，起不到混合效果；若弧形槽11过大，会对混合气体起到阻挡作用，限制混合气体的行进速度，影响混合效率。

另外，弧形槽11的剖面图也可以设计成如图4B所示的形状，弧形槽11的形状包括但不限于上述的两种，只要能使混合气体沿弧形槽进行旋转前进的弧形槽的形状均为本实用新型所述的范围内。

混合管1、混合腔2、导出管3及合气管4均由防腐蚀材料制成，避免设备在气体混合过程中被气体腐蚀，导致气体泄漏污染环境、对人体产生危害，降低工作效率。

本实用新型的一个实施例还提供了一种CVD设备，用于显示器件阵列基板的化学气相沉积，其中，设备中的气体混合部分运用上述实施例中所述的气体混合装置来完成，提高了气体混合效率。并且本实用新型的气体混合装置特别适用于具有多种气体输入，特别是流量差别大的不同气体输入的CVD设备，保证各种原料气混合均匀，提供均匀的成膜质量。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (13)

1.一种气体混合装置，其特征在于，包括：混合管、与混合管出口连接的混合腔、与混合腔出口连接的导出管，混合管的内壁为螺旋结构。

2.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述混合管内壁包括多个弧形槽，每个弧形槽沿气流行进方向在混合管内壁螺旋设置。

3.根据权利要求2所述的气体混合装置，其特征在于，所述多个弧形槽平行设置。

4.根据权利要求2所述的气体混合装置，其特征在于，所述多个弧形槽沿混合管径向均布设置。

5.根据权利要求4所述的气体混合装置，其特征在于，所述弧形槽到混合管中心的最小内径与弧形槽到混合管中心的最大内径的比为1:1.05～1:1.5。

6.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述混合腔为球形。

7.根据权利要求6所述的气体混合装置，其特征在于，所述混合管的直径小于所述球形混合腔的直径。

8.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述混合管、混合腔同轴设置。

9.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述混合管入口与合气管出口连接，所述合气管具有多个进气口。

10.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述混合管的长度为0.2米～2米。

11.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述混合管的直径与混合腔的直径比为1:2～1:20。

12.根据权利要求9所述的气体混合装置，其特征在于，所述合气管、混合管、混合腔及导出管均由防腐蚀材料制成。

13.一种CVD设备，包括如权利要求1-12任意一条所述的气体混合装置。