CN211445892U - 一种用于化学气相沉积设备的安全供气系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于化学气相沉积设备的安全供气系统，包括第一到六管道；其中第一到三管道平行设置，进气口连接供气瓶，并在管道上依次设置有进气阀、减压阀、进气阀、气体流量计；第四管道进气口连接供气瓶，近供气瓶的管道上设置有减压阀，出减压阀的管道分为两根支管，支管上设置有进气阀；其中，一根支管末端连通到第二管道进气阀和减压阀之间的管道，另一根连通到第三管道进气阀和减压阀之间的管道；第五管道设置有排气阀并连通到第三管道减压阀和进气阀之间的管道。本装置在反应前能够有效排除杂质气体，在反应结束后能够彻底排除残留气体，提高反应准确性，降低安全隐患，提高零件工作寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学气相沉积设备供气领域，具体涉及一种用于化学气相沉积设备的安全供气系统。
背景技术
目前高温涂层特别是铝化物涂层的制备越来越趋向于利用化学气相沉积法来实现。化学气相沉积法的原理是将所需的沉积元素以气态卤化物(渗剂)的形式导入高温状态下的沉积室中，经过化学反应后气态卤化物分解出活性较高的沉积元素，此元素沉积到基体表面形成一层固态薄膜。化学气相沉积法制备铝化物涂层一般采用氯化氢气体作为供铝剂反应气体，氢气作为载气，氮气或氩气等惰性气体作为保护气体。然而反应结束后仍有氢气、氯化氢气体等残留于设备内部如管道、阀门处，设备停止后其内部残余的氯化氢气体与空气中的水反应形成盐酸，腐蚀设备的零部件，损害了实验结果的可靠性；同时氢气爆炸极限是体积浓度在4.0％～75.6％之间，化学气相沉积法制备铝化物涂层需要高温条件，而设备停止后在空气环境中各零部件中残余有一定浓度的氢气，存有安全隐患。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于化学气相沉积设备的安全供气系统，用以保护氯化氢进气管道、进气阀、减压阀等阀门以及气体流量计等易受盐酸腐蚀零部件，从而延长零部件使用寿命；同时及时排空设备内残余氢气，杜绝安全隐患。
本实用新型提供的技术方案如下：
一种用于化学气相沉积设备的安全供气系统，
包括第一到六管道；
其中第一到三管道平行设置，进气口连接供气瓶，并在管道上依次设置有进气阀、减压阀、进气阀、气体流量计；
第四管道进气口连接供气瓶，近供气瓶的管道上设置有减压阀，出减压阀的管道分为两根支管，支管上设置有进气阀；其中，一根支管末端连通到第二管道进气阀和减压阀之间的管道，另一根连通到第三管道进气阀和减压阀之间的管道；
第五管道设置有排气阀并连通到第三管道减压阀和进气阀之间的管道。
进一步，所述第一管道的供气瓶为保护气体瓶。
进一步，所述第二管道的供气瓶为氢气瓶。
进一步，所述第三管道的供气瓶为氯化氢气瓶。
进一步，所述第四管道的供气瓶为氩气瓶。
进一步，所述第四管道与第二、三管道垂直相连。
进一步，所述保护气体包括氮气和氩气。
本实用新型的有益效果：
1.本实用新型提供一种用于化学气相沉积设备的安全供气系统。在反应开始前氮气将通过进气管道到达反应室并从尾气处理系统排出，带走设备内部杂质，提高反应结果的准确性；反应结束后氮气再一次通过上述零部件并排出，带走残余的氯化氢气体以及氢气，防止诸如管道、气体流量计、阀门等零部件遭受盐酸的腐蚀，同时杜绝一定浓度氢气在空气中发生爆炸的安全隐患。
2.本实用新型可进行二轮清洗，在反应结束，第一轮清洁完成后，能对关键零部件第三减压阀进行二次清洁，彻底排出残余氯化氢气体，提高零件的工作寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构；
图中：1、氩气瓶；2、第一进气阀；3、第一减压阀；4、第六进气阀；5、第一气体流量计；6、第一管道；7、第二管道；8、第二气体流量计；9、第七进气阀；10、第二减压阀；11、第二进气阀；12、氢气瓶；13、氯化氢气体瓶；14、第三进气阀；15、第三减压阀；16、第八进气阀；17、第三气体流量计；18、第三管道；19、排气阀；20、第五管道；21、第五进气阀；22、第四减压阀；23、第四管道；24、氮气瓶；25、第四进气阀。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
一种用于化学气相沉积设备的安全供气系统如图1所示，包括第一管道6、第二管道7、第三管道18、第四管道23和第五管道20。
第一管道6进气口连接氩气瓶，管道上依次设置有第一进气阀2、减压阀3、第六进气阀4、第一气体流量计5；
第二管道7进气口连接氢气瓶，管道上依次设置有第二进气阀11、第二减压阀10、第七进气阀9、第二气体流量计8；
第三管道18进气口连接氯化氢气体瓶，管道上依次设置有第三进气阀14、第三减压阀15、第八进气阀16、第二气体流量计17；
第四管道23进气口连接氮气瓶24，近供气瓶的管道上设置有第四减压阀22，出减压阀的管道分为两根支管，第一支管上设置有第四进气阀25，第二支管上设置有第五进气阀21；其中，第一根支管末端连通到第二管道第二进气阀11和第二减压阀10之间的管道，第二支管连通到第三管道第三进气阀14和第三减压阀15之间的管道；
第五管道设置有排气阀19，并连通到第三管道第三减压阀15和第八进气阀16之间的管道。
工作流程：
在反应开始前第一管道6上的第一进气阀2、第一减压阀3、第六进气阀4，第二管道7上的第二进气阀11，第三管道18上的第三进气阀14，第六管道20上的排气阀19全部关闭，剩余阀门全部打开。氮气通过第四管道的两根支管分别进入第二管道7，第三管道18最后排出，清洁设备以保证实验的准确性。清洁完毕后可进行化学气相沉积实验。本试验在基体试样表面制备铝化物涂层，采用以HCl气体为供铝剂反应气体，H2为载气。工艺过程为：设备抽真空后将渗剂发生器加热至设定温度，同时将反应室加热到980℃。然后第二管道7通入H2气体，第三管道18通入HCl，并控制HCl气体和H2气体流量大小和比例。第三管道18中的HCl气体会与渗剂发生器中的Al粉反应生成AlClx气体，AlClx气体将随H2通过第二管道7进入反应室，在高温状态下发生反应，在试样表面形成铝化物涂层。
在反应结束后进行两轮清洁，第一轮清洁与反应开始前的阀门开关情况保持一致，氮气通过管道及零部件带走未反应的第三管道18中的氯化氢气体，来防止第三进气阀14、第三减压阀15、第八进气阀16和第三气体流量计17以及第三管道16遭受残余氯化氢气体与空气中的水反应形成的盐酸的腐蚀。氮气通过管道及零部件同时带走的还有第二管道7中的氢气，杜绝管路因长期暴露在空气环境下遇火发生爆炸。
第一轮清洁完成后关闭第二管道7上的第二减压阀10，第七进气阀9和第四管道26上的第四进气阀25以及第三管道18上的第八进气阀16，打开第五管道20上的排气阀19，对易损零件第三减压阀15进行二次清洁，彻底带走残余的氯化氢气体，提高第二减压阀15的使用寿命。清洁结束后关闭所有阀门。
本实验新型中，氮气瓶可替换为氩气瓶等任意保护气体瓶。
本实验新型中，为了简化说明，每条主进气管道只放置一个气体流量计，亦可有多个气体流量计，放置在阀门前后。
本实验新型中，只涉及制备高温铝化物涂层的CVD设备，此安全供气系统可广泛应用于其他CVD设备例如MOCVD设备、HFCVD设备等。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于化学气相沉积设备的安全供气系统，其特征在于：
包括第一到六管道；
其中第一到三管道平行设置，进气口连接供气瓶，并在管道上依次设置有进气阀、减压阀、进气阀、气体流量计；
第四管道进气口连接供气瓶，近供气瓶的管道上设置有减压阀，出减压阀的管道分为两根支管，支管上设置有进气阀；其中，一根支管末端连通到第二管道进气阀和减压阀之间的管道，另一根连通到第三管道进气阀和减压阀之间的管道；
第五管道设置有排气阀并连通到第三管道减压阀和进气阀之间的管道。
2.根据权利要求1所述的供气系统，其特征在于：所述第一管道的供气瓶为保护气体瓶。
3.根据权利要求1所述的供气系统，其特征在于：所述第二管道的供气瓶为氢气瓶。
4.根据权利要求1所述的供气系统，其特征在于：所述第三管道的供气瓶为氯化氢气瓶。
5.根据权利要求1所述的供气系统，其特征在于：所述第四管道的供气瓶为保护气体瓶。
6.根据权利要求1所述的供气系统，其特征在于：所述第四管道与第二、三管道垂直相连。
7.据权利要求2所述的供气系统，其特征在于：所述保护气体包括氮气和氩气。
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| CN201922472219.2U CN211445892U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种用于化学气相沉积设备的安全供气系统 |
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| CN113534610A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-10-22 | 宁波润华全芯微电子设备有限公司 | 一种光刻胶空气隔绝系统 |
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- 2019-12-31 CN CN201922472219.2U patent/CN211445892U/zh active Active
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| CN113534610B (zh) * | 2021-08-05 | 2023-10-27 | 宁波润华全芯微电子设备有限公司 | 一种光刻胶空气隔绝系统 |
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