一种多气源等离子增强CVD系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多气源等离子增强CVD系统，包括炉管、三温区加热炉膛、射频线圈、第一进气口、第一卷轴、进料仓、传动电机、第二进气口、出气口、蝶阀、第二卷轴、出料仓、分子泵、机械泵、风扇、挡板阀、射频电源、流量柜体、触摸屏操控板、复合真空计和蝶阀控制器；本发明专利技术是采用超大管径的炉管，在原有基础上能够使用更大面积的铜箔，得到更大面积的石墨烯膜，且增加了独立的低真空和高真空系统，并通过高真空快速的使得超大管径的炉管达到所需真空度，同时通过挡板阀可在无需停止分子泵的情况下，对超大管径的炉管进行低真空和高真空的自由切换，并精准控制其中的工作压力，使得超大管径的炉管内的化学反应能够保持统一、均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种多气源等离子增强CVD系统
本专利技术涉及等离子增强卷对卷石墨烯薄膜连续生长设备
，具体为一种多气源等离子增强CVD系统。
技术介绍
现有的卷对卷连续生长石墨烯薄膜主要是采用卧式卷对卷设备，基材铜箔水平贯穿连接放卷轴、收卷轴，利用卷动力来保证铜箔呈水平拉紧状态，但铜箔在高温下容易软化粘连在石英支架上，影响反应气体的有效接触，铜箔只能单面形核扩散来生长石墨烯膜；射频电源对进行碳源气体裂解后的碳原子进入加热区，射频电源激发的等离子体充斥整个加热区，过强的等离子体轰击铜箔产生严重缺陷、空洞；排气口位于收卷舱的底部，载气、保护气体、碳原子及未裂解的碳源气体，会经过成膜后的收卷舱来排出至密闭空间，使得加热炉沉积生长后的薄膜会受到混合气体的干扰；为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多气源等离子增强CVD系统，本专利技术是采用超大管径的炉管，在原有基础上能够使用更大面积的铜箔，得到更大面积的石墨烯膜，且增加了独立的低真空和高真空系统，并通过高真空快速的使得超大管径的炉管达到所需真空度，同时通过挡板阀可在无需停止分子泵的情况下，对超大管径的炉管进行低真空和高真空的自由切换，蝶阀控制器可精准的控制其中的工作压力，使得超大管径的炉管内的化学反应能够保持统一、均匀。本专利技术所要解决的技术问题如下：如何依据一种有效的方式，来解决铜箔在高温下容易软化粘连在石英管壁上，只能单面形核扩散来生长石墨烯膜；且射频电源激发过强的等离子体轰击铜箔产生严重缺陷、空洞；以及经收卷舱后排出的混合气体，易使收卷舱内的铜箔上的薄膜受到杂质干扰的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种多气源等离子增强CVD系统，包括炉管、三温区加热炉膛、射频线圈、第一进气口、第一卷轴、进料仓、传动电机、第二进气口、出气口、蝶阀、第二卷轴、出料仓、分子泵、机械泵、风扇、挡板阀、射频电源、流量柜体、触摸屏操控板、复合真空计和蝶阀控制器，所述流量柜体的顶部中心处通过螺栓固定有三温区加热炉膛，所述三温区加热炉膛的内部设置有炉管，所述流量柜体的顶部对应安装有两个风扇，所述风扇的一侧嵌入有触摸屏操控板；所述流量柜体的顶部分别通过螺栓固定有进料仓和出料仓，且进料仓和出料仓分别位于相邻风扇的侧面处，所述进料仓的内部通过轴承活动连接有第一卷轴，所述出料仓的内部通过轴承活动连接有第二卷轴，所述进料仓的一侧通过螺栓固定有传动电机，且传动电机与第一卷轴经联轴器相连接；所述炉管的外侧开设有第一进气口和第二进气口，且第一进气口和第二进气口的外缘处均套接有射频线圈，所述炉管的外侧通过法兰活动连接有分子泵，所述流量柜体的顶部通过螺栓固定有机械泵，且机械泵位于分子泵的侧面处，所述机械泵与炉管之间设置有真空管道，且真空管道的外侧安装有蝶阀，且炉管与蝶阀间的真空管道上开设有出气口，所述分子泵的一侧安装有挡板阀；所述流量柜体的侧面处分别嵌入有射频电源、复合真空计和蝶阀控制器，且蝶阀控制器与蝶阀相电性连接，且复合真空计经密封管道与炉管相连通，且触摸屏操控板与风扇相电性连接，且射频电源与射频线圈相电性连接，所述传动电机、分子泵、机械泵和挡板阀均与外部电源电性连接；其中，所述炉管用于提供密封腔室，且其大小为直径520mm*长度2200mm，所述三温区加热炉膛用于提供加热热源，且其三温区的大小分别为250mm*400mm*250mm，所述射频线圈用于将气体离子化，所述第一进气口和第二进气口用于气源的入口，所述第一卷轴和第二卷轴用于放置样品、传动部件，所述进料仓和出料仓用于提供可操作的密闭腔室，所述传动电机用于提供传动驱动来源，所述出气口用于气源的出口，所述蝶阀和挡板阀用于开合真空管道，所述分子泵用于细抽腔室真空，即高真空，所述机械泵用于粗抽腔室真空，即低真空，所述风扇用于提升风冷，所述射频电源用于控制射频线圈的输出大小，所述流量柜体用于放置元件，所述触摸屏操控板用于控制风扇参数，所述复合真空计用于检测真空状态，所述蝶阀控制器用于配合蝶阀开合真空管道。进一步的，所述第一进气口和第二进气口均位于靠近出料仓的位置处，所述出气口位于靠近进料仓的位置处。进一步的，所述风扇与流量柜体之间通过螺栓固定，且两个风扇分别位于三温区加热炉膛的两侧面。本专利技术的有益效果：本专利技术是采用卷轴联动，PE激发等离子体连续、快速制备大面积和高质量的石墨烯膜，即借助射频电源使含有薄膜成分原子的碳源气体电离，在局部形成等离子体产生辉光现象，而等离子体化学活性强，易发生反应，在基底上沉积出所需的石墨烯薄膜；且超大管径炉管在高真空下，基材铜箔竖直贯穿连接第一卷轴、第二卷轴，利用自重来保证铜箔呈竖直拉紧状态，即处于无石英载架的情况下，增大气体与铜箔的接触面积，铜箔双面均可形核扩散来生长石墨烯膜；且射频电源可控制射频线圈对进气碳源气体进行裂解，裂解后的碳原子进入三温区加热炉膛，射频电源与基板的距离，可避免过强的等离子体轰击铜箔产生严重刻蚀缺陷的石墨烯，提升成膜质量及效率；且蝶阀可控制三温区加热炉膛内的工作压力，使得碳源气体充分分解，并均匀的沉积于铜箔基底上，且载气和保护气的分子量差异，起保护作用的气体主要集聚在三温区加热炉膛的中下部，使得三温区加热炉膛外部的沉积生长后的薄膜不会受到反应气体的干扰；附图说明为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明；图1为本专利技术的整体轴测图；图2为本专利技术的整体侧视结构示意图；图3为本专利技术的整体俯视剖面图；图中：1、炉管；2、三温区加热炉膛；3、射频线圈；4、第一进气口；5、第一卷轴；6、进料仓；7、传动电机；8、第二进气口；9、出气口；10、蝶阀；11、第二卷轴；12、出料仓；13、分子泵；14、机械泵；15、风扇；16、挡板阀；17、射频电源；18、流量柜体；19、触摸屏操控板；20、复合真空计；21、蝶阀控制器。具体实施方式如图1-3所示，一种多气源等离子增强CVD系统，包括炉管1、三温区加热炉膛2、射频线圈3、第一进气口4、第一卷轴5、进料仓6、传动电机7、第二进气口8、出气口9、蝶阀10、第二卷轴11、出料仓12、分子泵13、机械泵14、风扇15、挡板阀16、射频电源17、流量柜体18、触摸屏操控板19、复合真空计20和蝶阀控制器21，流量柜体18的顶部中心处通过螺栓固定有三温区加热炉膛2，三温区加热炉膛2的内部设置有炉管1，流量柜体18的顶部对应安装有两个风扇15，风扇15的一侧嵌入有触摸屏操控板19，风扇15与流量柜体18之间通过螺栓固定，且两个风扇15分别位于三温区加热炉膛2的两侧面；流量柜体18的顶部分别通过螺栓固定有进料仓6和出料仓12，且进料仓6和出料仓12分别位于相邻风扇15的侧面处，进料仓6的内部通过轴承活动连接有第一卷轴5，出料仓12的内部通过轴承活动连接有第二卷轴11，进料仓6的一侧通过螺栓固定有传动电机7，且传动电机7与第一卷轴5经联轴器相连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多气源等离子增强CVD系统，包括炉管(1)、三温区加热炉膛(2)、射频线圈(3)、第一进气口(4)、第一卷轴(5)、进料仓(6)、传动电机(7)、第二进气口(8)、出气口(9)、蝶阀(10)、第二卷轴(11)、出料仓(12)、分子泵(13)、机械泵(14)、风扇(15)、挡板阀(16)、射频电源(17)、流量柜体(18)、触摸屏操控板(19)、复合真空计(20)和蝶阀控制器(21)，其特征在于，所述流量柜体(18)的顶部中心处通过螺栓固定有三温区加热炉膛(2)，所述三温区加热炉膛(2)的内部设置有炉管(1)，所述流量柜体(18)的顶部对应安装有两个风扇(15)，所述风扇(15)的一侧嵌入有触摸屏操控板(19)；/n所述流量柜体(18)的顶部分别通过螺栓固定有进料仓(6)和出料仓(12)，且进料仓(6)和出料仓(12)分别位于相邻风扇(15)的侧面处，所述进料仓(6)的内部通过轴承活动连接有第一卷轴(5)，所述出料仓(12)的内部通过轴承活动连接有第二卷轴(11)，所述进料仓(6)的一侧通过螺栓固定有传动电机(7)，且传动电机(7)与第一卷轴(5)经联轴器相连接；/n所述炉管(1)的外侧开设有第一进气口(4)和第二进气口(8)，且第一进气口(4)和第二进气口(8)的外缘处均套接有射频线圈(3)，所述炉管(1)的外侧通过法兰活动连接有分子泵(13)，所述流量柜体(18)的顶部通过螺栓固定有机械泵(14)，且机械泵(14)位于分子泵(13)的侧面处，所述机械泵(14)与炉管(1)之间设置有真空管道，且真空管道的外侧安装有蝶阀(10)，且炉管(1)与蝶阀(10)间的真空管道上开设有出气口(9)，所述分子泵(13)的一侧安装有挡板阀(16)；/n所述流量柜体(18)的侧面处分别嵌入有射频电源(17)、复合真空计(20)和蝶阀控制器(21)，且蝶阀控制器(21)与蝶阀(10)相电性连接，且复合真空计(20)经密封管道与炉管(1)相连通，且触摸屏操控板(19)与风扇(15)相电性连接，且射频电源(17)与射频线圈(3)相电性连接，所述传动电机(7)、分子泵(13)、机械泵(14)和挡板阀(16)均与外部电源电性连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多气源等离子增强CVD系统，包括炉管(1)、三温区加热炉膛(2)、射频线圈(3)、第一进气口(4)、第一卷轴(5)、进料仓(6)、传动电机(7)、第二进气口(8)、出气口(9)、蝶阀(10)、第二卷轴(11)、出料仓(12)、分子泵(13)、机械泵(14)、风扇(15)、挡板阀(16)、射频电源(17)、流量柜体(18)、触摸屏操控板(19)、复合真空计(20)和蝶阀控制器(21)，其特征在于，所述流量柜体(18)的顶部中心处通过螺栓固定有三温区加热炉膛(2)，所述三温区加热炉膛(2)的内部设置有炉管(1)，所述流量柜体(18)的顶部对应安装有两个风扇(15)，所述风扇(15)的一侧嵌入有触摸屏操控板(19)；
所述流量柜体(18)的顶部分别通过螺栓固定有进料仓(6)和出料仓(12)，且进料仓(6)和出料仓(12)分别位于相邻风扇(15)的侧面处，所述进料仓(6)的内部通过轴承活动连接有第一卷轴(5)，所述出料仓(12)的内部通过轴承活动连接有第二卷轴(11)，所述进料仓(6)的一侧通过螺栓固定有传动电机(7)，且传动电机(7)与第一卷轴(5)经联轴器相连接；
所述炉管(1)的外侧开设有第一进气口(4)和第二进气口(8)，且第一进气口(4)和第二进气口(8)的外缘处均套接有射频线圈(3)，所述炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令杰，李晓丽，杜希文，
申请(专利权)人：安徽贝意克智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34