一种用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的自动化设备制造技术

本发明专利技术涉及半导体薄膜的制备装置，具体涉及一种用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的自动化设备，用于解决目前使用热分解法制备氧化锡导电薄膜过程繁琐、效率低，且影响成膜质量的不足之处。该用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的自动化设备，包括加热炉、旋转电机、炉膛温度控制系统和溶液雾化器。本发明专利技术利用热分解法制备氧化锡导电薄膜，整个流程均可实现自动化，薄膜厚度由气雾出射量与气雾喷涂时间确定，并由薄膜电阻值表征，根据经验确定气雾出射量、气雾喷涂时间与薄膜厚度的对应关系，可以实现氧化锡导电薄膜的批量化生产。以实现氧化锡导电薄膜的批量化生产。以实现氧化锡导电薄膜的批量化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的自动化设备


[0001]本专利技术涉及半导体薄膜的制备装置，具体涉及一种用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的自动化设备。

技术介绍

[0002]氧化锡(SnO2)是一种宽带隙半导体材料，禁带宽度为3.6～4.0eV，其光学特点包括：对可见光有较高透过率(可优于80％)，对紫外线具有较高的吸收率(可达90％)，对中红外线具有较高的反射率(可达90％)。此外，通过掺杂可使氧化锡具有良好的导电性，因此，氧化锡导电薄膜在高频电子器件、太阳能电池、显示器电极材料以及气敏传感器等方面具有非常广泛的应用。
[0003]用氧化锡制备的气敏传感器具有较高灵敏度，被广泛用于各种可燃气体、环境污染气体、工业废气以及有害气体的检测和预报；以SnO2为基体材料制备的湿敏传感器，在改善室内环境、精密仪器设备机房以及图书馆、美术馆、博物馆等均有应用；通过在氧化锡中掺杂一定量的CoO、Co2O3、Cr2O3、Nb2O5、Ta2O5等，可以制成阻值不同的压敏电阻。
[0004]在电子感应加速器中，将氧化锡导电薄膜制备在加速器加速管道内壁上，用于将轰击在加速管道内壁上的电子赶走，以避免在加速管道上形成电子簇团影响管道内的电场分布，进而影响电子运行轨迹。
[0005]氧化锡导电薄膜的制备方法主要有化学气相沉积法、溶胶凝胶法以及热分解法，对于感应型电子加速器的生产过程来说，热分解法是最为经济，成本最低的技术手段，但是目前暂无专用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的设备，通常在制备氧化锡导电薄膜时，需要将衬底从加热设备中快速取出，喷涂后再快速放入加热设备中，重复多次上述操作，直至薄膜达到设定的厚度，这样的操作不仅过程繁琐、效率低，而且影响薄膜的成膜质量。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决目前使用热分解法制备氧化锡导电薄膜过程繁琐、效率低，且影响成膜质量的不足之处，而提供一种用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的自动化设备。
[0007]为了解决上述现有技术所存在的不足之处，本专利技术提供了如下技术解决方案：
[0008]一种用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的自动化设备，其特殊之处在于：
[0009]包括加热炉、旋转电机、炉膛温度控制系统和溶液雾化器；
[0010]所述加热炉的一端通过旋转轴与旋转电机相连，另一端设有炉盖，加热炉侧壁沿径向设有两个对称的开孔；
[0011]所述炉膛温度控制系统包括位于加热炉内部的炉膛温度监测传感器，以及位于加热炉外部的炉膛温度显示屏和炉膛温度控制装置，所述炉膛温度监测传感器通过信号线与炉膛温度控制装置相连，炉膛温度控制装置上设置有炉膛温度显示屏；
[0012]所述溶液雾化器位于加热炉下方，溶液雾化器的出雾口对应加热炉侧壁的两个开
孔，两个开孔内均设有固定在加热炉侧壁的可拆卸的气雾导向管；
[0013]所述加热炉薄膜衬底的炉膛内设置有填充物，该填充物设置在加热炉的炉膛内壁与薄膜衬底外壁之间。
[0014]进一步地，所述气雾导向管为喇叭状，用于防止气雾过度弥散对加热炉造成腐蚀和提高薄膜沉积效率。
[0015]进一步地，所述炉盖上设有观察窗，用于观察薄膜衬底表面薄膜的沉积状况。
[0016]进一步地，所述填充物为石棉，用于防止薄膜衬底与炉膛内壁接触，并且可以提高加热炉内部温度的均匀性。
[0017]进一步地，所述溶液雾化器为压缩空气雾化喷枪或超声波弥雾器。
[0018]进一步地，所述加热炉的加热元件为电炉丝，位于加热炉外壳与内壁间。
[0019]进一步地，所述炉盖边缘设有多个用于密封的卡扣。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021](1)本专利技术提出了一种适用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的自动化设备，该设备自动化程度高，制备薄膜时无需反复拿取衬底，可显著提高生产效率；并且根据经验确定气雾出射量、气雾喷涂时间与薄膜厚度的对应关系，可以实现氧化锡导电薄膜的批量化生产。
[0022](2)本专利技术提出的一种适用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的自动化设备不仅适用于氧化锡导电薄膜的制备，还可适用于利用热分解法制备其他类型的薄膜，设备适用范围较大。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一个实施例的结构示意图(省略电机支架)；
[0024]图2为图1实施例的右视图；
[0025]图3为图1实施例中加热炉内部的结构示意图。
[0026]附图标记说明如下：1
‑
加热炉，11
‑
炉盖，12
‑
开孔，13
‑
气雾导向管，14
‑
观察窗，15
‑
卡扣；2
‑
旋转电机，21
‑
电机支架；3
‑
溶液雾化器，31
‑
出雾口；4
‑
旋转轴；5
‑
填充物。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和示例性实施例对本专利技术作进一步地说明。
[0028]参照图1
‑
3，一种用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的自动化设备，包括加热炉1、旋转电机2、炉膛温度控制系统和溶液雾化器3。
[0029]本实施例中，薄膜衬底为圆管状，加热炉1为空心圆柱体，其一侧端面通过旋转轴4与旋转电机2相连，另一侧端面上设有向外开启的炉盖11，炉盖11上设有用于观察薄膜沉积颜色变化的观察窗14，炉盖11边缘设有4个用于密封的卡扣15；加热炉1内壁为耐火陶瓷材质，为了防止薄膜衬底与加热炉1内壁接触，内壁与薄膜衬底外壁间采用石棉作为填充物5；加热炉1侧壁上沿径向设置有两个对称的开孔12，两个开孔位于一条直线上，其可分别对应薄膜衬底的两个端面，薄膜衬底端头伸入开孔12内，所述两个开孔12内均设有喇叭状的气雾导向管13与薄膜衬底对接。
[0030]所述炉膛温度控制系统包括位于加热炉1内部的炉膛温度监测传感器，以及位于
加热炉外部的炉膛温度显示屏和炉膛温度控制装置，所述炉膛温度监测传感器通过信号线与炉膛温度控制装置相连，炉膛温度控制装置上设置有炉膛温度显示屏；炉膛温度监测传感器实时监测炉膛内部温度，炉膛温度控制装置根据炉膛温度监测传感器的监测数据实时调整加热炉1的加热功率，确保炉膛内的温度处于一个合适的温度范围；例如，当薄膜衬底为石英材质时，温度须保持在400
±
10℃。
[0031]所述溶液雾化器3位于加热炉1下方，溶液雾化器3为压缩空气雾化喷枪，电机支架21可以调节加热炉1的高度，使溶液雾化器出雾口31可以对应加热炉侧壁上的两个气雾导向管13，通过气雾出射量与气雾喷涂时间可以控制薄膜衬底内壁薄膜的厚度。
[0032]气雾导向管13为可拆卸结构，可以根据薄膜衬底选择合适孔径的气雾导向管13。气雾导向管13靠近出雾口31一端的孔径大于出雾口31孔径，气雾导向管13靠近薄膜衬底一端的孔径等于薄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于热分解法制备氧化锡导电薄膜的自动化设备，其特征在于：包括加热炉(1)、旋转电机(2)、炉膛温度控制系统和溶液雾化器(3)；所述加热炉(1)的一端通过旋转轴(4)与旋转电机(2)相连，另一端设有炉盖(11)，加热炉(1)侧壁沿径向设有两个对称的开孔(12)；所述炉膛温度控制系统包括位于加热炉(1)内部的炉膛温度监测传感器，以及位于加热炉(1)外部的炉膛温度显示屏和炉膛温度控制装置，所述炉膛温度监测传感器通过信号线与炉膛温度控制装置相连，炉膛温度控制装置上设置有炉膛温度显示屏；所述溶液雾化器(3)位于加热炉(1)下方，溶液雾化器的出雾口(31)对应加热炉(1)侧壁的两个开孔(12)，两个开孔(12)内均设有固定在加热炉(1)侧壁的可拆卸的气雾导向管(13)；所述加热炉(1)薄膜衬底的炉膛内设置有填充物(5)，该填充物(5)设置在加热炉(1)的炉膛内壁与薄膜衬底外壁之间。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林森，刘哲，盛立志，强鹏飞，周晓红，赵宝升，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：