CN220300919U - 一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，包括沉积箱，所述沉积箱的内底壁设有用于方便调节控制支撑生长环境的控制机构。该化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，通过设置了控制机构，经支撑底座、气缸、推板、通风管和电热丝以及热辐射膜等之间的相互配合，能够在进行化学气相沉积产生晶体生长时，从分流管分流沿多个通风管排出改变推板上方单晶衬底附近的通风效果提供经过精确控制的气氛和气流，以确保衬底表面的反应条件，利用电热丝加热再通过对称布置的热辐射膜将热量来回辐射传递，热量能够均匀地传递到衬底表面，以此控制调节沉淀效果，提高化学气相沉积设备的单晶衬底支撑结构的稳定性、均匀性和生长质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学气相沉积设备技术领域，具体为一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构。
背景技术
化学气相沉积设备是一种用于在单晶衬底上生长薄膜的装置，CVD是一种常用的薄膜制备技术，通过在高温和大气压下将气体反应物引入反应室，在衬底表面上沉积出所需的薄膜，单晶衬底是一种拥有高度结晶性和均匀晶格的基础材料，在CVD过程中，单晶衬底作为生长薄膜的基底，可以提供晶格匹配和辅助晶体生长，从而获得高质量、无缺陷的薄膜。
中国专利公开号(CN 216006009 U)中公开的一种化学气相沉积设备，包括冷却底座、气相沉积罩仓和气体分流仓，所述冷却底座的顶部安装有气相沉积罩仓，且气相沉积罩仓的顶部安装有气体分流仓，所述冷却底座的顶部安装有衬底面板，该实用新型安装有L型喷气弯管、气体分流仓、第一喷气连通管、轴承和第二喷气连通管，使用时，气相化合物通过气体分流仓分流至第一喷气连通管和第二喷气连通管内，气相化合物通过L型喷气弯管吹出时，吹气产生的反作用力可使L型喷气弯管和第二喷气连通管转动，可将L型喷气弯管的管口转动至气相沉积罩仓内部不同位置处，从而可将气相化合物均匀吹至气相沉积罩仓内部不同位置处，使得形成的薄膜厚度及化学成分能够保持均匀，但是上述专利中还存在着对于单晶衬底的支撑效果较差的问题，上述专利中利用气相沉积罩仓来对晶体薄膜进行支撑沉淀以便于其晶体成长，但是该方式中对于单晶衬底支撑后的晶体成长环境支撑控制效果不佳，当单晶衬底放置在气相沉积罩仓内后在CVD过程中，由于温度梯度和热膨胀系数差异，衬底可能会受到热应力的影响，并且会阻挡气流回流降低衬底表面的反应条件。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，具备支撑效果好等优点，解决了现有技术中存在着对于单晶衬底的支撑效果较差的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，包括沉积箱，所述沉积箱的内底壁设有用于方便调节控制支撑生长环境的控制机构，所述控制机构的上表面设有用于提高动态夹持支撑效果的夹持机构；
所述控制机构包括固定在沉积箱内底壁固定的支撑底座，所述支撑底座的上表面固定有两个气缸，两个所述气缸输出轴的外侧固定有推板，所述支撑底座的上表面连通有进气管，所述进气管的上表面固定有连接管，所述连接管的内周壁滑动连接有调节气管，所述推板的正面开设有固定槽，所述固定槽的内底壁固定有分流管，所述调节气管的顶端与分流管的外表面连通，所述分流管的上表面连通有通风管，所述推板上表面的左右两侧均固定有固定板，两个所述固定板相对的一侧均固定有热辐射膜，两个所述固定板相对的一侧均固定有电热丝。
进一步，所述沉积箱的右侧固定有控制器，所述固定板的长度与推板的宽度相等。
进一步，所述调节气管与连接管相对的一侧之间固定有密封圈，所述调节气管的底端固定有限位环，所述推板的上表面固定有温度传感器。
进一步，所述进气管的左端贯穿并延伸至沉积箱的左侧，所述通风管的数量不少于两个，且均匀分布在分流管的上表面，所述通风管的顶端贯穿并延伸至推板的上方。
进一步，所述夹持机构包括固定在推板上表面的支撑板，所述支撑板的前后两侧均固定有调节架，两个所述调节架的左右两侧均通过轴承转动连接有双向螺杆，两个所述调节架的左侧均固定有驱动电机，两个所述驱动电机输出轴的外侧分别与两个双向螺杆固定连接，前后两侧所述双向螺杆的外表面均螺纹连接有两个移动板，前后两侧所述移动板相对的一侧之间固定有夹持板。
进一步，左右两侧所述夹持板相对的一侧均固定有防滑垫，所述夹持板的下表面与支撑板的上表面位于同一水平面。
进一步，所述推板的上表面固定有两个滑轨，前后两侧所述移动板的下表面均开设有滑槽，且移动板通过滑槽滑动连接在滑轨的外表面。
与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：
1、该化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，通过设置了控制机构，经支撑底座、气缸、推板、调节气管、通风管和电热丝以及热辐射膜等之间的相互配合，能够在进行化学气相沉积产生晶体生长时，从分流管分流沿多个通风管排出改变推板上方单晶衬底附近的通风效果提供经过精确控制的气氛和气流，以确保衬底表面的反应条件，利用电热丝加热再通过对称布置的热辐射膜将热量来回辐射传递，热量能够均匀地传递到衬底表面，以此控制调节沉淀效果，提高化学气相沉积设备的单晶衬底支撑结构的稳定性、均匀性和生长质量。
2、该化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，通过设置了支撑板、调节架、双向螺杆、驱动电机和移动板以及夹持板等之间的相互配合，能够通过将单晶衬底放置在支撑板上后，启动驱动电机输出轴带动双向螺杆旋转带动夹持板移动与单晶衬底的底部之间进行接触固定，可对不同尺寸的单晶衬底进行调节夹持也能通过调整夹持力来适应衬底在温度和应力变化下的形变，这可以提高衬底的稳定性，并减少热应力引起的衬底破裂的风险，提高支撑效果。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型控制机构示意图；
图3为本实用新型夹持机构示意图。
图中：1沉积箱、2控制机构、201支撑底座、202气缸、203推板、204进气管、205连接管、206调节气管、207固定槽、208分流管、209通风管、210固定板、211热辐射膜、212电热丝、3夹持机构、301支撑板、302调节架、303双向螺杆、304驱动电机、305移动板、306夹持板。
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。
请参阅图1，本实施例中的一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，包括沉积箱1，沉积箱1的内底壁设有用于方便调节控制支撑生长环境的控制机构2，控制机构2的上表面设有用于提高动态夹持支撑效果的夹持机构3。
请参阅图2，为了对晶体沉积提高支撑控制环境生长使用，本实施例中的控制机构2包括固定在沉积箱1内底壁固定的支撑底座201，支撑底座201的上表面固定有两个气缸202，两个气缸202输出轴的外侧固定有推板203，利用气缸202输出轴的伸缩推动推板203在沉积箱1内移动以便于放置单晶衬底和取出晶体等操作，支撑底座201的上表面连通有进气管204，进气管204的上表面固定有连接管205，连接管205的内周壁滑动连接有调节气管206，调节气管206能够在连接管205内随气缸202输出轴伸缩进行上下移动调节，推板203的正面开设有固定槽207，固定槽207的内底壁固定有分流管208，调节气管206的顶端与分流管208的外表面连通，分流管208的上表面连通有通风管209，推板203上表面的左右两侧均固定有固定板210，两个固定板210相对的一侧均固定有热辐射膜211，两个固定板210相对的一侧均固定有电热丝212，利用电热丝212加热再通过对称布置的热辐射膜211将热量来回辐射传递，热量能够均匀地传递到衬底表面，以此控制调节沉淀效果，提高化学气相沉积设备的单晶衬底支撑结构的稳定性、均匀性和生长质量。
本实施例中的，沉积箱1的右侧固定有控制器，固定板210的长度与推板203的宽度相等，调节气管206与连接管205相对的一侧之间固定有密封圈，调节气管206的底端固定有限位环，推板203的上表面固定有温度传感器，进气管204的左端贯穿并延伸至沉积箱1的左侧，通风管209的数量不少于两个，且均匀分布在分流管208的上表面，在进行化学气相沉积产生晶体生长时，利用进气管204外接进气设备输入气流沿连接管205和调节气管206进入到分流管208中，再从分流管208分流沿多个通风管209排出改变推板203上方单晶衬底附近的通风效果提供经过精确控制的气氛和气流，以确保衬底表面的反应条件，通风管209的顶端贯穿并延伸至推板203的上方。
请参阅图3，为了对单晶衬底进行提高支撑夹持效果使用，本实施例中的夹持机构3包括固定在推板203上表面的支撑板301，支撑板301的前后两侧均固定有调节架302，两个调节架302的左右两侧均通过轴承转动连接有双向螺杆303，两个调节架302的左侧均固定有驱动电机304，通过将单晶衬底放置在支撑板301上后，启动驱动电机304输出轴带动双向螺杆303旋转，两个驱动电机304输出轴的外侧分别与两个双向螺杆303固定连接，前后两侧双向螺杆303的外表面均螺纹连接有两个移动板305，双向螺杆303旋转，进而带动左右两侧的移动板305做相对或相背方向的同步运动，前后两侧移动板305相对的一侧之间固定有夹持板306，移动板305移动时带动夹持板306移动与单晶衬底的底部之间进行接触固定，可对不同尺寸的单晶衬底进行调节夹持也能通过调整夹持力来适应衬底在温度和应力变化下的形变，这可以提高衬底的稳定性，并减少热应力引起的衬底破裂的风险，提高支撑效果。
本实施例中的，左右两侧夹持板306相对的一侧均固定有防滑垫，夹持板306的下表面与支撑板301的上表面位于同一水平面，推板203的上表面固定有两个滑轨，前后两侧移动板305的下表面均开设有滑槽，且移动板305通过滑槽滑动连接在滑轨的外表面，移动板305在移动时经滑槽和滑轨的配合能够保持移动块进行水平线性运动。
上述实施例的工作原理为：
(1)在对晶体沉积提高支撑控制环境生长使用时，利用气缸202输出轴的伸缩推动推板203在沉积箱1内移动以便于放置单晶衬底和取出晶体等操作，同时在进行化学气相沉积产生晶体生长时，利用进气管204外接进气设备输入气流沿连接管205和调节气管206进入到分流管208中，再从分流管208分流沿多个通风管209排出改变推板203上方单晶衬底附近的通风效果提供经过精确控制的气氛和气流，以确保衬底表面的反应条件，且调节气管206能够在连接管205内随气缸202输出轴伸缩进行上下移动调节，并且利用电热丝212加热再通过对称布置的热辐射膜211将热量来回辐射传递，热量能够均匀地传递到衬底表面，以此控制调节沉淀效果，提高化学气相沉积设备的单晶衬底支撑结构的稳定性、均匀性和生长质量。
(2)在对单晶衬底进行提高支撑夹持效果使用时，通过将单晶衬底放置在支撑板301上后，启动驱动电机304输出轴带动双向螺杆303旋转，进而带动左右两侧的移动板305做相对或相背方向的同步运动，且移动板305在移动时经滑槽和滑轨的配合能够保持移动块进行水平线性运动，同时移动板305移动时带动夹持板306移动与单晶衬底的底部之间进行接触固定，可对不同尺寸的单晶衬底进行调节夹持也能通过调整夹持力来适应衬底在温度和应力变化下的形变，这可以提高衬底的稳定性，并减少热应力引起的衬底破裂的风险，提高支撑效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，所以本申请文不再详细解释控制方式和电路连接。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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。
Claims (7)
1.一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，包括沉积箱(1)，其特征在于：所述沉积箱(1)的内底壁设有用于方便调节控制支撑生长环境的控制机构(2)，所述控制机构(2)的上表面设有用于提高动态夹持支撑效果的夹持机构(3)；
所述控制机构(2)包括固定在沉积箱(1)内底壁固定的支撑底座(201)，所述支撑底座(201)的上表面固定有两个气缸(202)，两个所述气缸(202)输出轴的外侧固定有推板(203)，所述支撑底座(201)的上表面连通有进气管(204)，所述进气管(204)的上表面固定有连接管(205)，所述连接管(205)的内周壁滑动连接有调节气管(206)，所述推板(203)的正面开设有固定槽(207)，所述固定槽(207)的内底壁固定有分流管(208)，所述调节气管(206)的顶端与分流管(208)的外表面连通，所述分流管(208)的上表面连通有通风管(209)，所述推板(203)上表面的左右两侧均固定有固定板(210)，两个所述固定板(210)相对的一侧均固定有热辐射膜(211)，两个所述固定板(210)相对的一侧均固定有电热丝(212)。
2.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，其特征在于：所述沉积箱(1)的右侧固定有控制器，所述固定板(210)的长度与推板(203)的宽度相等。
3.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，其特征在于：所述调节气管(206)与连接管(205)相对的一侧之间固定有密封圈，所述调节气管(206)的底端固定有限位环，所述推板(203)的上表面固定有温度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，其特征在于：所述进气管(204)的左端贯穿并延伸至沉积箱(1)的左侧，所述通风管(209)的数量不少于两个，且均匀分布在分流管(208)的上表面，所述通风管(209)的顶端贯穿并延伸至推板(203)的上方。
5.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，其特征在于：所述夹持机构(3)包括固定在推板(203)上表面的支撑板(301)，所述支撑板(301)的前后两侧均固定有调节架(302)，两个所述调节架(302)的左右两侧均通过轴承转动连接有双向螺杆(303)，两个所述调节架(302)的左侧均固定有驱动电机(304)，两个所述驱动电机(304)输出轴的外侧分别与两个双向螺杆(303)固定连接，前后两侧所述双向螺杆(303)的外表面均螺纹连接有两个移动板(305)，前后两侧所述移动板(305)相对的一侧之间固定有夹持板(306)。
6.根据权利要求5所述的一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，其特征在于：左右两侧所述夹持板(306)相对的一侧均固定有防滑垫，所述夹持板(306)的下表面与支撑板(301)的上表面位于同一水平面。
7.根据权利要求5所述的一种化学气相沉积设备单晶衬底的支撑结构，其特征在于：所述推板(203)的上表面固定有两个滑轨，前后两侧所述移动板(305)的下表面均开设有滑槽，且移动板(305)通过滑槽滑动连接在滑轨的外表面。
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