一种高精度控温的沉积系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高精度控温的沉积系统，沉积系统包括从内到外的沉积室、石墨坩埚、保温模块和外壳，石墨坩埚和保温模块间设置的加热器，还包括测温装置，所述石墨坩埚、保温模块和外壳的对应位置均设有孔，用于所述测温装置的插入；所述测温装置包括感温元件和热电偶，所述感温元件安装在所述石墨坩埚的孔中，所述热电偶从所述外壳、保温模块的孔中穿过后，所述热电偶的测量端与感温元件的一端接触，所述感温元件的另一端进入所述沉积室。本实用新型专利技术解决了沉积炉内温度的测量精确性有待提高的问题。待提高的问题。待提高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度控温的沉积系统


[0001]本技术涉及温度检测
，尤其涉及一种高精度控温的沉积系统。

技术介绍

[0002]沉积设备的真空热处理设备在控温阶段的所测温度的准确性对控温及产品质量起关键作用。目前沉积设备均采用热电偶对温度进行测量，一般将热电偶的测量端放置在石墨坩埚和保温模块之间，热电偶测量端的环境温度即所测的示值温度，再通过PID温控模块计算与设定温度的偏差，来控制电源功率的输出；但是随着沉积设备的工艺温度控制精度要求越来越高，通过热电偶测量端在石墨坩埚和保温模块之间进行的温度测量，不能完全反应沉积炉内工艺反应的实际温度，出现滞后现象，影响沉积炉内温度的精确控制和产品质量。

技术实现思路

[0003](一)要解决的技术问题
[0004]基于上述问题，本技术提供一种高精度控温的沉积系统，解决沉积炉内温度的测量精确性有待提高的问题。
[0005](二)技术方案
[0006]基于上述的技术问题，本技术提供一种高精度控温的沉积系统，包括从内到外的沉积室、石墨坩埚、保温模块和外壳，石墨坩埚和保温模块间设置的加热器，还包括测温装置，所述石墨坩埚、保温模块和外壳的对应位置均设有孔，用于所述测温装置的插入；所述测温装置包括感温元件和热电偶，所述感温元件安装在所述石墨坩埚的孔中，所述热电偶从所述外壳、保温模块的孔中穿过后，所述热电偶的测量端与感温元件的一端接触，所述感温元件的另一端进入所述沉积室。
[0007]进一步的，所述沉积系统还包括绝缘装置，所述绝缘装置安装在所述保温模块上的孔中。
[0008]进一步的，所述沉积系统还包括插拔调整装置，所述插拔调整装置安装在所述外壳上的孔中，使得热电偶进出位置可调。
[0009]进一步的，所述感温元件采用国产沥青基碳纤维制成的高导热C/C复合材料。
[0010]进一步的，所述感温元件的一端设有凹槽用于所述热电偶的插入，所述感温元件的另一端的头部为锥形面。
[0011]进一步的，所述凹槽为腰形凹槽，所述腰形凹槽的高度应考虑石墨坩埚的竖向热膨胀量。
[0012]进一步的，所述感温元件通过螺纹孔安装在所述石墨坩埚上。
[0013]进一步的，所述插拔调整装置的内表面采用多层密封结构。
[0014]进一步的，所述外壳开有进气孔，连接质量流量控制器一MFC1，并用压力表一测得保温模块和外壳之间的压强P1；在沉积室的进气孔处连接压力表三测得沉积室内部压强
P3；实时监测P1和P3的值，通过所述质量流量控制器一控制进气孔的流量，使得P1>P2>P3，P2为石墨坩埚和保温模块之间的压强。
[0015]进一步的，所述测温装置有多个，并多点打孔，所述沉积室内有多个测温点。
[0016](三)有益效果
[0017]本技术的上述技术方案具有如下优点：
[0018](1)本技术将测温装置插入到沉积室内，并对测温装置进行了结构上的改进，确保测温装置能安全、长期有效地测得工艺反应区内的实际温度，提高了测温装置测温的真实性，有利于提高控温精度；而且感温元件采用高导热的C/C复合材料，其导热系数更高，有效的提高了沉积室内温度传导到热电偶测量端的效率，有利于提高控温精度；
[0019](2)本技术的测温装置的感温元件的物理隔离和对沉积室内外压强的测量，有利于防止了沉积室内腐蚀性气体外泄，污染到温度或压强方面的精密元器件，确保测温的安全进行；
[0020](3)本技术通过多个测温装置进行多点测温，用于取平均值，确保炉内温度的均匀性，有利于提高控温精度。
附图说明
[0021]通过参考附图会更加清楚的理解本技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本技术进行任何限制，在附图中：
[0022]图1为本技术实施例的高精度控温的沉积系统的结构示意图；
[0023]图中：1：感温元件；2：石墨坩埚；3：保温模块；4：加热器；5：外壳；6：热电偶；7：绝缘装置；8：插拔调整装置；9：沉积室。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
[0025]本技术公开了一种高精度控温的沉积系统，如图1所示，包括从内到外的沉积室9、石墨坩埚2、保温模块3和外壳5，石墨坩埚2和保温模块3间设置的加热器4，绝缘装置7，插拔调整装置8，以及测温装置，所述石墨坩埚2、保温模块3和外壳5的对应位置均设有孔，用于所述测温装置的插入；所述插拔调整装置8安装在外壳5上的孔中，所述绝缘装置7安装在保温模块3上的孔中。
[0026]所述测温装置包括感温元件1和热电偶6，所述感温元件1安装在所述石墨坩埚2的孔中，进入沉积室9，所述热电偶6从插拔调整装置8、绝缘装置7穿过后，热电偶6的测量端与感温元件1的一端接触，感温元件1的另一端进入沉积室9，与沉积室9内接触；所述感温元件1采用国产沥青基碳纤维制成的高导热C/C复合材料，通过实验证明：在与2800K高温气流接触时，常用的石墨材质“靶点”需96ms，而高导热C/C复合材料“靶点”仅需50ms便可达到热平衡，因此，通过高导热C/C复合材料的感温元件1，能有效提高将沉积室9内温度传导到热电偶6测量端的效率，提高控温精度。
[0027]所述感温元件1插入沉积室9中，测得沉积室9内真实的工艺温度；因沉积室9内气体通常具有腐蚀性，所述感温元件1通过螺纹孔密封安装在所述石墨坩埚2的孔中，使得热
电偶6与沉积室9内部实现完全的隔离，避免了热电偶6受沉积室9内气体的污染，延长热电偶6的使用寿命；所述感温元件1的一端设有腰形凹槽用于所述热电偶6的插入，便于与热电偶6充分接触，所述感温元件1的另一端的头部采用锥形面设计，增加其与热气流的接触面积，利于热量传导，所述腰形凹槽为横截面为腰形的凹槽，腰形的高度应考虑石墨马弗筒的竖向热膨胀量，防止热电偶6测量端与热膨胀后的马弗产生干涉，竖向热膨胀量通过现有的石墨热膨胀量公式计算；所述绝缘装置7防止热电偶6与保温模块3导电，影响温度测量结果；所述插拔调整装置8的内表面采用多层密封结构，可实现热电偶6进出位置可调，便于热电偶6与感温元件1接触良好，亦可作为在不同的插入深度处进行温度取样测量。
[0028]沉积室9内温度不一定均匀，本实施例可以是两点以上的多点测温，沉积系统需要多点打孔和多个测温装置，采集各测温装置所测温度求平均值，保证炉内温度的均匀性，进一步提高控温精度。
[0029]沉积室9始终有进气孔，并通过质量流量控制器三MFC3控制进气流量，在沉积室9的进气孔安装压力表三测得沉积室9内部压强P3；本实施例还在外壳5也开有进气孔，通过质量流量控制器一MFC1控制进气流量，并用压力表一测得保温模块3和外壳5之间的压强P1；实时监测P1和P3的值，通过现有的控制程序反馈到质量流量控制器一控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度控温的沉积系统，包括从内到外的沉积室、石墨坩埚、保温模块和外壳，石墨坩埚和保温模块间设置的加热器，其特征在于，还包括测温装置，所述石墨坩埚、保温模块和外壳的对应位置均设有孔，用于所述测温装置的插入；所述测温装置包括感温元件和热电偶，所述感温元件安装在所述石墨坩埚的孔中，所述热电偶从所述外壳、保温模块的孔中穿过后，所述热电偶的测量端与感温元件的一端接触，所述感温元件的另一端进入所述沉积室。2.根据权利要求1所述的高精度控温的沉积系统，其特征在于，所述沉积系统还包括绝缘装置，所述绝缘装置安装在所述保温模块上的孔中。3.根据权利要求1所述的高精度控温的沉积系统，其特征在于，所述沉积系统还包括插拔调整装置，所述插拔调整装置安装在所述外壳上的孔中，使得热电偶进出位置可调。4.根据权利要求1所述的高精度控温的沉积系统，其特征在于，所述感温元件采用国产沥青基碳纤维制成的高导热C/C复合材料。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：胡祥龙，戴煜，周岳兵，魏巍，肖乐，王艳艳，
申请(专利权)人：湖南顶立科技有限公司，
类型：新型
国别省市：