大面积激光加热系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种大面积激光加热系统，其包含激光模块、反应模块以及导引模块。激光模块包含用以发射激光光束的垂直腔面发射激光器以及连接于垂直腔面发射激光器的激光调整机构，其中垂直腔面发射激光器所发射的激光光束的入射角通过所述激光调整机构进行调整。反应模块包含用于承载样品的样品架。导引模块连接于激光模块以及反应腔体之间，其中垂直腔面发射激光器所发射的激光光束通过导引模块以导引至样品的表面。本实用新型专利技术的大面积激光加热系统在实现大面积加热的同时，还可增加制造稳定性并降低设备维护的成本。

Large area laser heating system

The utility model provides a large area laser heating system, which comprises a laser module, a reaction module and a guiding module. The laser module contains a laser adjustment mechanism in vertical cavity surface emitting laser beam emitting laser and connected to the vertical cavity surface emitting laser incident, the vertical cavity surface emitting laser beam emitted by the laser angle through the laser adjusting mechanism to adjust. The reaction module includes a sample holder for carrying the sample. The guiding module is connected between the laser module and the reaction cavity, wherein the vertical cavity surface transmits the laser beam emitted by the laser to guide the sample to the surface of the sample through the navigation module. The large area laser heating system of the utility model can greatly improve the manufacturing stability and reduce the cost of equipment maintenance when the large area heating is realized.

【技术实现步骤摘要】
大面积激光加热系统
本技术是有关于一种加热系统，尤指一种大面积激光加热系统。
技术介绍
在半导体工艺中，薄膜沉积工艺一般被用于制备氧化物产品，因此，在进行薄膜沈积工艺或是在薄膜沈积工艺完成后，反应腔室内必须被充满氧气气氛(OxygenAtmosphere)。再者，多数沈积工艺还需要将欲进行薄膜沈积的样品加热至高温，方能形成所欲的氧化物。然而，在现有技术中，于富含氧气的反应环境下进行高温加热仍具有挑战性。由于大多数用于加热的灯丝材料在氧气气氛下进行升温会快速地发生氧化反应，现有在氧气气氛下使用的加热器一般为红外线加热灯，或使用白金、碳化硅、二硅化钼或Inconel作为加热器材料的加热器。然而，上述加热器仍具有功耗大、使用寿命短及维修不易等缺点。举例而言，白金加热器的寿命较短，而碳化硅加热器需要经常性地进行加热器的维护，如此一来，薄膜工艺的各项条件、参数将受到改变，而使由薄膜工艺所生产的产品质量不稳定，或是使得实验结果不准确。再者，使用传统电阻丝加热器所提供的加热源为辐射性的加热，因此在加热器周围的仪器组件本身材料中的杂质可能被释出而对产品造成污染，或是，经薄膜沈积工艺所沈积的材料也有可能被释出而成为反应环境中的杂质。另外，随着薄膜沈积工艺产品体积的增大，如何有效地达成较大面积的样品的加热，也成为本领域的目标之一。因此，有需要提供一种得以在富含氧气的气氛下进行大面积加热的加热系统。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种大面积加热的加热系统，其可通过特殊的结构设计，即，通过垂直腔面发射激光器(Vertical-CavitySurface-EmittingLaser,VCSEL)配合激光调整机构及激光导引模块，以将面光源投射至样品表面而达到样品加热的效果。本技术其中一实施例提供一种大面积激光加热系统，其包含一激光模块、一反应模块以及一导引模块。激光模块包含至少一用以发射至少一激光光束的垂直腔面发射激光器以及一连接于至少一所述垂直腔面发射激光器的激光调整机构，其中至少一所述垂直腔面发射激光器所发射的至少一所述激光光束的入射角通过所述激光调整机构进行调整。反应模块包含一用于承载一样品的样品架。导引模块连接于所述激光模块以及所述反应腔体之间，其中至少一所述垂直腔面发射激光器所发射的至少一所述激光光束通过所述导引模块，以导引至所述样品的表面。优选地，前述大面积激光加热系统还包含一冷却模块，其连通于所述激光模块以及所述导引模块，其中所述冷却模块提供一冷却水，以对所述激光模块以及所述导引模块进行冷却。优选地，所述导引模块为一垂直直立腔体，且所述垂直直立腔体具有一用以通过所述冷却水的夹层结构。优选地，大面积激光加热系统还包含一测温装置，其设置于至少一所述垂直腔面发射激光器旁，用以直接监控所述样品的温度。优选地，所述测温装置为一红外线测温装置，例如一高温传感器(pyrometersensor)。优选地，所述导引模块包含一光学组件，至少一所述激光光束通过所述导引模块的所述光学组件，以聚焦于所述样品的表面。优选地，所述样品架所承载的所述样品的尺寸大于2寸。本技术另一实施例提供一种大面积激光加热系统，其包含一激光模块、一反应模块以及一导引模块。所述激光模块包含多个用以发射多个激光光束的垂直腔面发射激光器以及一连接于至少一所述垂直腔面发射激光器的激光调整机构，其中多个所述垂直腔面发射激光器所发射的多个所述激光光束的入射角通过所述激光调整机构进行调整。所述反应模块包含一用于承载一样品的样品架。所述导引模块连接于所述激光模块以及所述反应腔体之间，其中多个所述垂直腔面发射激光器所发射的多个所述激光光束通过所述导引模块，以导引至所述样品的表面。多个所述垂直腔面发射激光器的多个所述激光光束的光轴相对于所述导引模块的一中心轴倾斜。优选地，所述激光模块的多个所述垂直腔面发射激光器彼此之间呈弧形排列。本技术的有益效果在于，本技术实施例所提供的大面积激光加热系统，可通过“包含有垂直腔面发射激光器以及激光调整机构的激光模块”以及“用以将前述激光所发射的激光光束导引至样品表面的导引模块”的结构设计，以达到大面积的样品加热的效果。同时地，由于作为加热器的激光模块是设置于反应模块的外部，本技术的结构设计还可以避免加热器受到反应模块的内部反应气体的影响，进而增加工艺的稳定性，并降低工艺及维护的成本。为使能更进一步了解本技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本技术的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本技术加以限制。附图说明图1为本技术实施例的大面积激光加热系统的立体示意图；图2为本技术实施例的大面积激光加热系统的剖面示意图；以及图3为本技术实施例的大面积激光加热系统的功能方块图。具体实施方式以下是通过特定的具体实例来说明本技术所公开有关“大面积激光加热系统”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所提出的内容了解本技术的优点与技术效果。本技术可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本技术的精神下进行各种修饰与变更。另外，本技术的图式仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，先予叙明。以下的实施方式将进一步详细说明本技术的相关
技术实现思路
，但所提出的内容并非用以限制本技术的技术范畴。请参阅图1至图3所示。图1为本技术实施例的大面积激光加热系统的立体示意图，图2为本技术实施例的大面积激光加热系统的剖面示意图，而图3为本技术实施例的大面积激光加热系统的功能方块图。本技术所提供的大面积激光加热系统S包含激光模块1、反应模块2以及导引模块3。如图1及2所示，导引模块3连接于激光模块1以及反应腔体2之间。具体而言，导引模块3为一垂直直立腔体，而激光模块1设置于导引模块3的上端，而反应模块2设置于导引模块3的下端，且反应模块2可套设于导引模块3下端的一部分的外围。举例而言，激光模块1包含至少一垂直腔面发射激光器(VSCEL)11。然而，在本技术中，激光模块1所包含的垂直腔面发射激光器11的数量不在此限制。在图1及2所示的实施例中，激光模块1包含六个垂直腔面发射激光器11。另外，由于图2为图1中沿II-II剖面线所获得的剖面视图，于图2中只显示出一半数量的垂直腔面发射激光器11(即，仅显示出三个垂直腔面发射激光器11)。承上述，垂直腔面发射激光器11发射一激光光束(未显示)。垂直腔面发射激光器是一种以半导体为基底的激光二极管，其可以自其顶面垂直发射出高效能的光束。具体来说，垂直腔面发射激光器与传统激光二极管基的主要差别在于其中的共振腔与磊晶层之间的相对位置的不同：传统激光二极管的共振腔与磊晶层平行，反射面是利用晶体自然断裂面形成并与磊晶层垂直，使得激光光由侧面发出，故又称边射型激光(Edge-emittingLaser)；垂直腔面发射激光器的共振腔与磊晶层垂直，反射面是由磊晶层或表层介电质薄膜组成，激光光由正面发出。垂直腔面发射激光器具有面发光的特性，且具有低耗电及低热效应等优点。因此，本技术实施例中，垂直腔面发射激光器11所发射的激光光束为面光源。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大面积激光加热系统，其特征在于，所述大面积激光加热系统包含：一激光模块，其包含至少一用以发射至少一激光光束的垂直腔面发射激光器以及一连接于至少一所述垂直腔面发射激光器的激光调整机构，其中至少一所述垂直腔面发射激光器所发射的至少一所述激光光束的入射角通过所述激光调整机构进行调整；一反应模块，其包含一用于承载一样品的样品架；以及一导引模块，其连接于所述激光模块以及所述反应模块之间，其中至少一所述垂直腔面发射激光器所发射的至少一所述激光光束通过所述导引模块，以导引至所述样品的表面。

【技术特征摘要】
1.一种大面积激光加热系统，其特征在于，所述大面积激光加热系统包含：一激光模块，其包含至少一用以发射至少一激光光束的垂直腔面发射激光器以及一连接于至少一所述垂直腔面发射激光器的激光调整机构，其中至少一所述垂直腔面发射激光器所发射的至少一所述激光光束的入射角通过所述激光调整机构进行调整；一反应模块，其包含一用于承载一样品的样品架；以及一导引模块，其连接于所述激光模块以及所述反应模块之间，其中至少一所述垂直腔面发射激光器所发射的至少一所述激光光束通过所述导引模块，以导引至所述样品的表面。2.根据权利要求1所述的大面积激光加热系统，其特征在于，还包含一冷却模块，其连通于所述激光模块以及所述导引模块，其中所述冷却模块提供一冷却水，以对所述激光模块以及所述导引模块进行冷却。3.根据权利要求2所述的大面积激光加热系统，其特征在于，所述导引模块为一垂直直立腔体，且所述垂直直立腔体具有一用以通过所述冷却水的夹层结构。4.根据权利要求1所述的大面积激光加热系统，其特征在于，还包含一测温装置，其设置于至少一所述垂直腔面发射激光器旁，用以直接监控所述样品的温度。5.根据权利要求4所述的大面积激光加热系统，其特征在于，所述测温装置为一红外线...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨楷，
申请(专利权)人：铠柏科技有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾,71