CN208336004U - 一种高压电容器的电介质薄膜加工装置 - Google Patents
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Abstract
一种高压电容器的电介质薄膜加工装置，其特征在于，其包括成膜单元、抽真空单元、氧化性气体供给单元、反应气体供给单元以及MCU控制单元，成膜单元包括成膜室、成膜台、电加热器、温度传感器，气体喷盘、压力传感器以及微波生成器；反应气体供给单元包括三条气体支路，有机钡盐气体支路，有机锶盐气体支路，有机钛盐气体支路，其中，有机钡盐气体、有机锶盐气体以及有机钛盐气体均是通过固体原料加热升华得到，通过单片机控制单元连接压力传感器和温度传感器监测成膜单元内的压力和温度，并且通过控制电加热单元和真空泵自动维持成膜单元内的压力和温度恒定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电介质薄膜加工装置，具体涉及一种高压电容器的电介质薄膜加工装置。
背景技术
介质薄膜以其优良的绝缘性能和介电性能在半导体集成电路、薄膜混合集成电路以及一些薄膜化元器件中得到广泛应用。钛酸锶(SrTiO3)具有典型的钙钛矿型结构，熔点2060℃，具有低温介电常数高、常介电损耗低、热稳定性好等优点，也是一种电子功能陶瓷材料。高质量的钛酸锶粉体用来制造高压电容器、晶界层电容器等电子元件，具有高性能、高可靠性、体积小的优点。BST薄膜的制备主要四种工艺:脉冲激光沉积：利用准分子激光器所产生的高强度脉冲激光束聚焦于靶材表面，使靶材表面产生高温及熔蚀，并进一步产生高温高压等离子体,这种等离子体定向局域膨胀发射，在加热的衬底上沉积形成薄膜；磁控溅射：利用高能离子轰击靶材形成溅射物流，在衬底表面沉积形成薄膜；溶胶-凝胶法：将醋酸锶、醋酸钡、钛酸丁酯溶解于同一种溶剂中，经过水解、聚合反应形成溶胶，再通过甩胶、干燥和退火处理形成BST薄膜：金属有机物化学气相沉积：将反应气体和气化的金属有机物通入反应室，经过热分解沉积在加热的衬底上而形成薄膜。然而，BST薄膜材料的性能除了与组成成分有关以外，还与衬底选择、热处理温度、表面应力等因素有关。上述方法原材料昂贵、制备装置复杂、自动化程度低或者因为制备系统复杂、设备昂贵，产品单位成本高，难以形成便宜稳定的电介质薄膜。
实用新型内容
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案。
一种高压电容器的电介质薄膜加工装置，其包括成膜单元、抽真空单元、氧化性气体供给单元、反应气体供给单元以及MCU控制单元，成膜单元包括成膜室、成膜台、电加热器、温度传感器，气体喷盘、压力传感器以及微波生成器，抽真空单元包括真空开关阀、缓冲装置以及真空泵；氧化性气体供给单元包括三个气体支路，N2O支路、O2支路、氩气支路，在三种气体支路汇集后的还设置有气体加热器；反应气体供给单元包括三条气体支路，有机钡盐气体支路，有机锶盐气体支路，有机钛盐气体支路，其中，有机钡盐气体、有机锶盐气体以及有机钛盐气体均是通过固体原料加热升华得到，并且在有机钡盐气体、有机锶盐气体以及有机钛盐气体支路中均通入到Ar气，使得Ar气将上述气体供应到体支路供应装置，在上述的每条支路上均包括气体压力传感器、气体控制器；MCU控制单元与气体压力传感器、温度传感器以及压力传感器相连接，用于采集温度和压力数据，MCU控制单元与电加热器、真空泵以及气体控制器相连接，用于控制反应温度和压力；气体喷盘设置于成膜室的顶部，其包括进气管、盖体和喷淋装置，喷淋装置的设置在盖体下方，并与盖体之间形成导流室，喷淋装置上设置有气体喷头，气体喷头与导流室连通。
可选的，成膜室可以通过布置在成膜室内的加热装置加热至270℃。
可选的，O2和N2O是形成氧化物的气体， 氩气则用于稀释并产生等离子体。
可选的，有机钡盐气体、有机锶盐气体、有机钛盐气体支路用户形成电介质薄膜材料。
可选的，成膜室的真空度为10-100pa，优选20-40pa。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
根据本实用新型的电介质薄膜加工装置，通过单片机控制单元连接压力传感器和温度传感器监测成膜单元内的压力和温度，并且通过控制电加热单元和真空泵自动维持成膜单元内的压力和温度恒定,有机钡盐气体、有机锶盐气体以及有机钛盐气体均是通过固体原料加热升华得到。气体喷盘采用中空的导流室，便于不同气体的混合，增加喷出气体的均匀性。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型的高压电容器薄膜加工装置的示意图；
图2是图1所示的气体喷盘的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
图1至图2所示出的本实用新型的一种高压电容器的电介质薄膜加工装置，其包括成膜单元1、抽真空单元2、氧化性气体供给单元3、反应气体供给单元4以及MCU控制单元5，成膜单元1包括成膜室11、成膜台12、电加热器13、温度传感器14，气体喷盘15、压力传感器16以及微波生成器17，抽真空单元2包括真空开关阀21、缓冲装置22以及真空泵23；氧化性气体供给单元3包括三个气体支路，N2O支路31、O2支路32、氩气支路33，在三种气体支路汇集后的还设置有气体加热器36；反应气体供给单元4包括三条气体支路，有机钡盐气体支路，有机锶盐气体支路，有机钛盐气体支路，其中，有机钡盐气体、有机锶盐气体以及有机钛盐气体均是通过固体原料加热升华得到，并且在有机钡盐气体、有机锶盐气体以及有机钛盐气体支路中均通入到Ar气，使得Ar气将上述气体供应到体支路供应装置，在上述的每条支路上均包括气体压力传感器34、气体控制器35；MCU控制单元5与气体压力传感器34、温度传感器14以及压力传感器16相连接，用于采集温度和压力数据，MCU控制单元5与电加热器13、真空泵23以及气体控制器35相连接，用于控制反应温度和压力；气体喷盘15设置于成膜室11的顶部，其包括进气管151、盖体152和喷淋装置153，喷淋装置153的设置在盖体152下方，并与盖体152之间形成导流室154，喷淋装置153上设置有气体喷头155，气体喷头155与导流室154连通。
可选的，成膜室11可以通过布置在成膜室11内的加热装置加热至270℃。
可选的，O2和N2O是形成氧化物的气体， 氩气则用于稀释并产生等离子体。
可选的，有机钡盐气体、有机锶盐气体、有机钛盐气体支路用户形成电介质薄膜材料。
可选的，成膜室11的真空度为10-100pa，优选20-40pa。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种高压电容器的电介质薄膜加工装置，其特征在于，其包括成膜单元、抽真空单元、氧化性气体供给单元、反应气体供给单元以及MCU控制单元，成膜单元包括成膜室、成膜台、电加热器、温度传感器，气体喷盘、压力传感器以及微波生成器，抽真空单元包括真空开关阀、缓冲装置以及真空泵；氧化性气体供给单元包括三个气体支路，N2O支路、O2支路、氩气支路，在三种气体支路汇集后的还设置有气体加热器；反应气体供给单元包括三条气体支路，有机钡盐气体支路，有机锶盐气体支路，有机钛盐气体支路，其中，有机钡盐气体、有机锶盐气体以及有机钛盐气体均是通过固体原料加热升华得到，并且在有机钡盐气体、有机锶盐气体以及有机钛盐气体支路中均通入到Ar气，使得Ar气将上述气体供应到体支路供应装置，在上述的每条支路上均包括气体压力传感器、气体控制器；MCU控制单元与气体压力传感器、温度传感器以及压力传感器相连接，用于采集温度和压力数据，MCU控制单元与电加热器、真空泵以及气体控制器相连接，用于控制反应温度和压力；气体喷盘设置于成膜室的顶部，其包括进气管、盖体和喷淋装置，喷淋装置的设置在盖体下方，并与盖体之间形成导流室，喷淋装置上设置有气体喷头，气体喷头与导流室连通。
2.根据权利要求1所述的高压电容器的电介质薄膜加工装置，其特征在于，成膜室可以通过布置在成膜室内的加热装置加热至270℃。
3.根据权利要求1所述的高压电容器的电介质薄膜加工装置，其特征在于，O2和N2O是形成氧化物的气体， 氩气则用于稀释并产生等离子体。
4.根据权利要求1所述的高压电容器的电介质薄膜加工装置，其特征在于，有机钡盐气体、有机锶盐气体、有机钛盐气体支路用户形成电介质薄膜材料。
5.根据权利要求1所述的高压电容器的电介质薄膜加工装置，其特征在于，成膜室的真空度为20-40pa。
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