一种用于细管内壁镀膜的低温化学气相沉积装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于薄膜制备领域，涉及一种用于细管内壁镀膜的低温化学气相沉积装置，包括等离子体放电电极、真空绝缘密封装置、放电管、两个进气管，细管容器、细管容器固定装置、真空位移控制装置和真空室。等离子体放电电极固定在真空绝缘密封装置上，放置在放电管内，放电管与进气管相连；等离子体放电所需气体由进气管通入，需要内壁镀膜的细管容器固定在细管容器固定装置上，通过真空位移控制装置实现放电管和细管容器之间的相对运动，细管容器的内壁镀膜过程在真空室内完成。本发明专利技术通过管状等离子体放电实现细管容器内壁的低温化学气相沉积；通过放电管和容器之间的相对运动，解决了管内壁镀膜的均匀性，实现了薄膜的低温生长，最低温度可至室温。

A low temperature chemical vapor deposition device for thin tube inner wall coating

【技术实现步骤摘要】
一种用于细管内壁镀膜的低温化学气相沉积装置
本专利技术属于薄膜制备
，涉及一种用于细管内壁镀膜的低温化学气相沉积装置。
技术介绍
容器内壁镀膜有着广泛的需求。例如，各种高分子聚合物材质的容器在医药、食品等领域有着广泛的应用，但这些对聚合物材质对气体的阻隔性差，使得其内部的溶液容易变质，保质期短。另外，各种玻璃材质的容器也存在疏水性不理想的问题。因此，需要在这些容器内壁表面上沉积一层保护膜。但是，由于细管口径小和长径比大等原因，目前各种薄膜制备技术都难以实现细管内壁的均匀镀膜。本专利技术利用细管放电方法，专利技术了一种用于细管内壁镀膜的低温化学气相沉积技术，可以在多种基材的细管内部通过低温化学气相沉积制备各种化合物薄膜。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种用于细管内壁镀膜的低温化学气相沉积装置。本专利技术采用的技术方案为：一种用于细管内壁镀膜的低温化学气相沉积装置，该低温化学气相沉积装置包括等离子体放电电极1、真空绝缘密封装置2、放电管3、两个进气管，细管容器6、细管容器固定装置7、真空位移控制装置8和真空室9。所述的等离子体放电电极1固定在真空绝缘密封装置2上，等离子体放电电极1深入放电管3内。所述的等离子体放电电极1由金属材料制作，包括不锈钢、金属钨、钼、钛、钽等，直径在0.1～5mm之间，长度在10～500mm之间。所述的真空绝缘密封装置2固定在真空室9下表面，通过真空法兰与真空室9连接。真空绝缘密封装置2由金属陶瓷封接件和绝缘材料组成，金属陶瓷封接件用于等离子体放电电极1和真空法兰相连，起到密封和功率传导，绝缘材料用于等离子体放电电极1和真空室9之间的绝缘，包括聚四氟乙烯、氧化物陶瓷、石英玻璃。所述的放电管3垂直设于真空室9内，放电管3底端与等离子体放电电极1连接，放电管3顶端与细管容器6口对应；放电管3上部与进气管B5连通，下部与进气管A4连通，进气管A4、B5穿过真空室9侧壁与外界相通，用于通入等离子体放电所需气体，即进气管A4、B5用于薄膜沉积过程的配气。所述的放电管3由绝缘材料制作，绝缘材料包括石英、玻璃和陶瓷管等，内径在1～100mm之间，长度在10～1000mm之间。所述的需要内壁镀膜的细管容器6固定在细管容器固定装置7上，细管容器固定装置7与真空位移控制装置8连接。其中，细管容器6的内壁镀膜过程在真空室9内完成。所述的细管容器固定装置7用于固定所需镀膜容器，根据具体的容器几何形状和尺寸制作，需要将容器口与放电管3的出口相对放置。所述的真空位移控制装置8设于固定在真空室9上表面。真空位移控制装置8包括主动轴、被传动轴、内磁转子、外磁转子和隔离密封套，通过其中的隔离密封套与真空室9上表面连接。所述主动轴和外磁转子设于真空室9外部，与电机相连，所述被传动轴、内磁转子设于真空室9内部，其中被传动轴与细管容器6连接。电机通过主动轴带动外磁转子旋转，通过永磁体产生的磁力作用将运动传递到与被传动轴相连接的内磁转子上，实现动力传递的目的，进而实现细管容器6转动，即通过真空位移控制装置8实现放电管3和细管容器6之间的相对运动。本专利技术的使用过程为：真空室9抽真空至0.1Pa～5Pa，分别通过进气管A4、B5通入等离子体放电所需气体，调节气体所需流量1～50sccm，调节放电气压1Pa～50Pa，使等离子体放电电极1通过连接等离子体放电电源在给定压力下产生等离子体放电，通过控制放电参数、气体种类和比例实现所需细管内壁薄膜的制备，通过控制放电管3与细管容器6之间的距离和相对运动速度，实现细管容器6内壁薄膜的低温化学气相沉积制备。本专利技术的有益效果：本专利技术通过管状等离子体放电实现了细管容器内壁的低温化学气相沉积，通过放电管和容器之间的相对运动，解决了管内壁镀膜的均匀性，实现了薄膜的低温生长，最低温度可至室温。附图说明图1是本专利技术的细管内壁低温化学气相沉积技术的示意图。图中：1等离子体放电电极；2真空绝缘密封装置；3放电管；4进气管A；5进气管B；6细管容器；7细管容器固定装置；8真空位移控制装置；9真空室。具体实施方式以下结合附图和技术方案，进一步说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，等离子体放电电极1通过连接等离子体放电电源在给定压力下产生等离子体放电，通过控制放电参数、气体种类和比例实现所需薄膜的制备，通过控制放电管3与细管容器6之间的距离和相对运动速度，实现细管容器6内壁薄膜的低温化学气相沉积制备。实施实例1：本实施实例的结构和组成如图1所示。真空室9抽真空至3Pa。等离子体放电电极1为不锈钢，直径2mm，长50mm。真空绝缘密封装置2为陶瓷密封的金属法兰，直径150mm。放电管3为内径4mm双层石英玻璃管，长250mm。进气管A4和B5为内径6mm的PVC软管通过真空阀分别约SiH4和N2气瓶连接。细管容器6为10ml管制注射药剂玻璃瓶，内径～10mm。SiH4和N2的流量均为12sccm，调节放电气压20Pa。等离子体放电采用25kHz的交流电源驱动，放电功率100W，沉积速率100nm/min，所制备的薄膜透明度大于90％。以上所述实施例仅表达本专利技术的实施方式，但并不能因此而理解为对本专利技术专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于细管内壁镀膜的低温化学气相沉积装置，其特征在于，所述的低温化学气相沉积装置包括等离子体放电电极(1)、真空绝缘密封装置(2)、放电管(3)、两个进气管，细管容器(6)、细管容器固定装置(7)、真空位移控制装置(8)和真空室(9)；所述的等离子体放电电极(1)固定在真空绝缘密封装置(2)上，等离子体放电电极(1)深入放电管(3)内；所述的等离子体放电电极(1)由金属材料制作；所述的真空绝缘密封装置(2)固定在真空室(9)下表面，通过真空法兰与真空室(9)连接；真空绝缘密封装置(2)由金属陶瓷封接件和绝缘材料组成，金属陶瓷封接件用于等离子体放电电极(1)和真空法兰相连，起到密封和功率传导，绝缘材料用于等离子体放电电极(1)和真空室(9)之间的绝缘；所述的放电管(3)垂直设于真空室(9)内，放电管(3)底端与等离子体放电电极(1)连接，放电管(3)顶端与细管容器(6)口对应；放电管(3)上部与进气管B5连通，下部与进气管A4连通，进气管A4、B5穿过真空室(9)侧壁与外界相通，进气管A4、B5用于薄膜沉积过程的配气；所述的放电管(3)由绝缘材料制作；所述的需要内壁镀膜的细管容器(6)固定在细管容器固定装置(7)上，其中，管容器6的容器口与放电管(3)的出口相对放置；其中，细管容器(6)的内壁镀膜过程在真空室(9)内完成；所述的细管容器固定装置(7)与真空位移控制装置(8)连接，真空位移控制装置(8)设于固定在真空室(9)上表面；通过真空位移控制装置(8)带动细管容器(6)移动，进而实现放电管(3)和细管容器(6)之间的相对运动。...

【技术特征摘要】
1.一种用于细管内壁镀膜的低温化学气相沉积装置，其特征在于，所述的低温化学气相沉积装置包括等离子体放电电极(1)、真空绝缘密封装置(2)、放电管(3)、两个进气管，细管容器(6)、细管容器固定装置(7)、真空位移控制装置(8)和真空室(9)；所述的等离子体放电电极(1)固定在真空绝缘密封装置(2)上，等离子体放电电极(1)深入放电管(3)内；所述的等离子体放电电极(1)由金属材料制作；所述的真空绝缘密封装置(2)固定在真空室(9)下表面，通过真空法兰与真空室(9)连接；真空绝缘密封装置(2)由金属陶瓷封接件和绝缘材料组成，金属陶瓷封接件用于等离子体放电电极(1)和真空法兰相连，起到密封和功率传导，绝缘材料用于等离子体放电电极(1)和真空室(9)之间的绝缘；所述的放电管(3)垂直设于真空室(9)内，放电管(3)底端与等离子体放电电极(1)连接，放电管(3)顶端与细管容器(6)口对应；放电管(3)上部与进气管B5连通，下部与进气管A4连通，进气管A4、B5穿过真空室(9)侧壁与外界相通，进气管A4、B5用于薄膜沉积过程的配气；所述的放电管(3)由绝缘材料制作；所述的需要内壁镀膜的细管容器(6)固定在细管容器固定装置(7)上，其中，管容器6的容器口与放电管(3)的出口相对放置；其中，细管容器(6)的内壁镀膜过程在真空室(9)内完成；所述的细管容器固定装置(7)与真空位移控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆瑜，马春雨，苗春雨，石德权，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21