一种热丝化学气相沉积装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种热丝化学气相沉积装置，所述装置包括：反应室(1)，进气口(2)以及出气口(3)；所述反应室(1)内设置热灯丝(4)和样品台(5)，所述样品台(5)上设置挡热筒(6)。本实用新型专利技术通过在热丝化学气相沉积装置设置挡热筒，改变了沉积过程中工件不同部位的沉积温度以及气相浓度，进而实现了在同一工件不同部位沉积不同晶粒度或厚度的薄膜的目的。

A hot filament chemical vapor deposition device

The utility model relates to a hot filament chemical vapor deposition device, which comprises a reaction chamber (1), an air inlet (2) and an air outlet (3); a hot filament (4) and a sample table (5) are arranged in the reaction chamber (1), and a heat shield (6) is arranged on the sample table (5). By installing a heat shield in a hot wire chemical vapor deposition device, the utility model changes the deposition temperature and vapor concentration at different parts of the workpiece in the deposition process, thereby realizing the purpose of depositing films with different grain sizes or thickness at different parts of the same workpiece.

【技术实现步骤摘要】
一种热丝化学气相沉积装置
本技术涉及化学气相沉积领域，具体涉及一种热丝化学气相沉积装置。
技术介绍
化学气相淀积[CVD(ChemicalVaporDeposition)]，指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。因其具有淀积温度低，薄膜成分易控，膜厚与淀积时间成正比，均匀性，重复性好，台阶覆盖性优良等优点而被广泛应用于刀具材料、耐磨耐热耐腐蚀材料、宇航工业上的特殊复合材料、原子反应堆材料及生物医用材料等领域，在作为大规模集成电路技术的铁电材料、绝缘材料、磁性材料、光电子材料的薄膜制备技术方面更是不可或缺。化学气相沉积是一种材料表面改性技术。它可以利用气相间的反应，在不改变基体材料的成分和不削弱基体材料的强度条件下，赋予材料表面一些特殊的性能。经过几十年的发展，己经研制了多种化学气相沉积方法。目前，应用较为广泛的主要有热丝CVD法、微波等离子CVD法、直流电弧等离子喷射CVD法等。其中，热丝CVD法设备简单，工艺容易掌握，是目前沉积应用较多和效果较好的方法。CN107400875A公开了一种热丝化学气相沉积设备。本设备包括反应腔体，支撑台架，腔体上盖采用翻盖式结构，腔体四周布置了两个翻盖式观察窗，腔体内部零部件包括金属热丝、热丝架、弹簧拉紧装置、热丝电极、铝板基座、进气口及抽气口，热丝架为双层结构，通过连接弹簧拉伸装置保持金属热丝的紧绷，反应腔体共焊接五条冷却水道，分别分布于盖板、腔体侧壁上部、腔体外壁下部、弹簧装置连接块以及下底板，冷却水道中通入冷却水用于带走沉积实验产生的热量；支撑台架是反应腔体的载体。CN106191816A公开了一种热丝化学气相沉积炉进出气气路装置及方法，圆柱形腔体的上侧顶角部位沿45度角焊接进气挡板，进气挡板与腔室顶角部形成一个密闭的进气室，气挡板分布有进气孔，进气室连接进气口，圆柱形腔体的真空腔室内的底部连接电极柱、抽气室，抽气室连接升降主轴和抽气口，升降主轴连接基片台，电极柱连接热丝，抽气室有抽气室壁，抽气室与升降主轴之间有间缝隙。热丝化学气相沉积技术是目前比较成熟的技术，然而利用上述装置对工件进行气相沉积时，由于薄膜的沉积条件相同，工件整个表面的沉积层无论是厚度还是晶粒度均一致。对于某些有特殊要求的工件而言，难以实现对同一工件不同部位沉积不同晶粒度或厚度的薄膜。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本技术提供了一种热丝化学气相沉积装置，通过在装置内设置挡热筒，改变了沉积过程中工件不同部位的沉积温度以及气相浓度，进而实现了在同一工件不同部位沉积不同晶粒度或厚度的薄膜的目的。为达此目的，本技术采用以下技术方案：本技术提供了一种热丝化学气相沉积装置，所述装置包括：反应室1，进气口2以及出气口3；所述反应室1内设置热灯丝4和样品台5，所述样品台5上设置挡热筒6。本技术提供的热丝化学气相沉积装置用于对样品进行热丝化学气相沉积，工作时先将样品固定于热丝化学气相沉积装置样品台5的夹具上，在样品外侧设置高度可以调节的挡热筒6，沉积前根据需求调整挡热筒的高度至适当为止，然后对样品进行化学气相沉积。挡热筒用于遮挡来自热灯丝的热辐射，由于挡热筒的作用，使得样品被挡热筒遮住的部分沉积温度低于其他部分，进而影响沉积层的晶粒度，使得在同一件样品上可以得到涂覆不同晶粒度的涂层。由于挡热筒的阻挡，样品被挡热筒遮住的部分的气相的浓度要低于其他部分，导致同样的沉积时间内，被挡热筒遮住的部分沉积层的厚度要略低于其他部分。根据本技术，所述挡热筒6与样品台5的夹持台采用螺纹的方式连接，通过旋转挡热筒调整其高度。本技术通过上述方式调整挡热筒的高度，但是并非仅限于此。类似的，还可以通过更换不同高度的挡热筒以及调整样品的高度等方式来实现，只要能达到挡热筒能够遮住样品所需要被遮住的区域即可。根据本技术，所述样品台5优选为水冷样品台。根据本专利技术，所述热灯丝4为钨丝或钽丝。本技术除了在样品台上设置挡热筒外，其他部件以及相互的位置关系均为本领域的现有技术，气相沉积的工序及参数同样为本领域公知的技术，本技术对此并不进行特殊限定，应根据实际操作的需求进行调整。与现有技术方案相比，本技术至少具有以下有益效果：本技术通过在热丝化学气相沉积装置设置挡热筒，改变了沉积过程中工件不同部位的沉积温度以及气相浓度，进而实现了在同一工件不同部位沉积不同晶粒度或厚度的薄膜的目的。附图说明图1是本技术一种具体实施方式提供的热丝化学气相沉积装置的结构示意图；图中：1-反应室，2-进气口，3-出气口，4-热灯丝，5-样品台6-挡热筒。下面对本技术进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本技术的简易例子，并不代表或限制本技术的权利保护范围，本技术的保护范围以权利要求书为准。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。如图1所示，本技术在具体实施例部分提供了一种热丝化学气相沉积装置，所述装置包括：反应室1，进气口2以及出气口3；所述反应室1内设置热灯丝4和样品台5，所述样品台5上设置挡热筒6。优选地，所述挡热筒6与样品台5的夹持台采用螺纹的方式连接，通过旋转挡热筒调整其高度。优选地，所述样品台5为水冷样品台。优选地，所述热灯丝4为钨丝或钽丝。为更好地说明本技术，便于理解本技术的技术方案，本技术的典型但非限制性的实施例如下：实施例1本实施例提供一种热丝化学气相沉积装置，所述装置包括：反应室1，进气口2以及出气口3；所述反应室1内设置热灯丝4和样品台5，所述样品台5上设置挡热筒6；所述挡热筒6与样品台5的夹持台采用螺纹的方式连接，通过旋转挡热筒调整其高度，所述样品台5为水冷样品台，所述热灯丝4为钨丝。按照以下方法制备金刚石涂层钻头：将基体为为WC-Co合金的钻头固定于上述热丝化学气相沉积装置样品台5的夹具上，调整挡热筒6的高度与钻身等高，然后对热灯丝4通电，调整适宜的温度，从进气口2通入反应气体和保护气体，对钻头表面进行化学气相沉积，控制沉积时间，沉积结束后在钻身得到了平均晶粒度约为10-100nm，厚度为10μm纳米晶金刚石涂层，在钻尖得到了平均晶粒度约为1-1.5μm，厚度为10.5μm的微米晶金刚石涂层。实施例2本实施例提供一种热丝化学气相沉积装置，所述装置包括：反应室1，进气口2以及出气口3；所述反应室1内设置热灯丝4和样品台5，所述样品台5上设置挡热筒6；所述挡热筒6与样品台5的夹持台采用螺纹的方式连接，通过旋转挡热筒调整其高度。按照以下方法制备金刚石涂层钻头：将基体为为WC-Co合金的钻头固定于上述热丝化学气相沉积装置样品台5的夹具上，调整挡热筒6的高度与钻身等高，然后对热灯丝4通电，调整适宜的温度，从进气口2通入反应气体和保护气体，对钻头表面进行化学气相沉积，控制沉积时间，沉积结束后在钻身得到了平均晶粒度约为50-150nm，厚度为25μm纳米晶金刚石涂层，在钻尖得到了平均晶粒度约为2-3μm，厚度为28μm的微米晶金刚石涂层。申请人声明，本技术通过上述实施例来说明本技术的详细结构特征，但本技术并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热丝化学气相沉积装置，其特征在于，所述装置包括：反应室(1)，进气口(2)以及出气口(3)；所述反应室(1)内设置热灯丝(4)和样品台(5)，所述样品台(5)上设置挡热筒(6)。

【技术特征摘要】
1.一种热丝化学气相沉积装置，其特征在于，所述装置包括：反应室(1)，进气口(2)以及出气口(3)；所述反应室(1)内设置热灯丝(4)和样品台(5)，所述样品台(5)上设置挡热筒(6)。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贺勇，
申请(专利权)人：深圳市金洲精工科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44