一种物理气相沉积装置制造方法及图纸

技术编号:41402030 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-20 19:27
本技术提供了一种物理气相沉积装置,包括蒸发腔室、沉积腔室与驱动机构,所述蒸发腔室可拆卸连接所述沉积腔室,所述沉积腔室内设置有回转腔体,所述回转腔体连通所述蒸发腔室,所述驱动机构的中心转轴贯穿所述沉积腔室,并连接所述回转腔体远离蒸发腔室的一端,用于带动所述回转腔体转动。本技术采用动态旋转式的回转腔体,使得沉积过程中回转腔体内物料渗入更加均匀,适用于制备硅碳材料。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于物理气相沉积,涉及一种物理气相沉积装置


技术介绍

1、物理气相沉积(physical vapor deposition,pvd)是采用如蒸发、溅射等方法将材料源气化成气态原子、分子或部分电离成离子,使其在基体表面沉积成膜的过程,可用于沉积金属膜、合金膜、化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等多种材料,广泛应用于半导体、光学、电子、航空航天等领域。

2、目前,物理气相沉积的方法通常为真空蒸镀、磁控溅射与离子镀。真空蒸镀是通过真空加热使材料源蒸发,并凝结在基体材料表面完成沉积;磁控溅射是利用高速正离子轰击靶材,使得靶材表面的原子以一定能量溢出,并沉积在工件表面的过程;离子镀则是借助惰性气体的辉光发电,使得材料蒸发离子化,轰击基体表面并实现沉积的过程。

3、传统的物理沉积设备通常包括蒸发室和沉积室,沉积室通常采用静态收集模式,基体表面沉积的薄膜均匀性较差,限制了蒸镀流片的效率,容易造成材料源的极大浪费。因此,需要对现有设备进行改进,以提高材料沉积的均匀性,进而避免材料浪费,提高其利用率。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本技术的目的在于提供一种物理气相沉积装置,采用动态旋转式的回转腔体,能够提高材料沉积的均匀性。

2、为达此目的,本技术采用以下技术方案:

3、本技术提供了一种物理气相沉积装置,所述的物理气相沉积装置包括蒸发腔室、沉积腔室与驱动机构,所述蒸发腔室可拆卸连接所述沉积腔室,所述沉积腔室内设置有回转腔体,所述回转腔体连通所述蒸发腔室,所述驱动机构的中心转轴贯穿所述沉积腔室,并连接所述回转腔体远离蒸发腔室的一端,用于带动所述回转腔体转动。

4、本技术中蒸发腔室用于蒸发物料以生成蒸汽,蒸汽进入沉积腔室的回转腔体内凝华,并沉积于回转腔体内的基体材料,沉积腔室内采用动态旋转式的回转腔体,改变了传统沉积仓的静态收集的模式,使得回转腔体内基体材料渗入更加均匀,同时,蒸发腔室与沉积腔室之间可拆卸,便于进料与出料,提高了工作效率。

5、需要说明的是,本技术的回转腔体中盛装的基体材料通常为具有较高比表面积的材料,对蒸汽有较强的吸附作用,使得蒸汽能够沉积在基体材料表面,并进一步渗入到材料内部。

6、本技术提供的物理气相沉积装置适用性强,能够应用于各种在基体表面沉积相应物料的技术,包括但不限于材料真空镀膜、半导体材料的制备、雾化沉积镀膜、电池材料的制备等等。

7、还需要说明的是,本技术的驱动机构还包括用于驱动中心转轴转动的驱动电机,位于沉积腔室的外部,通过所述中心转轴密封连接回转腔体,以带动回转腔体进行旋转。

8、作为本技术一个优选技术方案,所述的物理气相沉积装置还包括支撑平台,所述蒸发腔室固定于所述支撑平台上,所述沉积腔室滑动连接所述支撑平台。

9、本技术中的蒸发腔室为固定式结构,沉积腔室为可移动式结构,便于进料出料,在反应开始前,将物料与基体材料分别投入至蒸发腔室与沉积腔室内,移动沉积腔室至靠近蒸发腔室处进行连接,在反应结束后,再将沉积腔室与蒸发腔室进行拆卸,移动沉积腔室远离蒸发腔室,以取出最终产品。

10、作为本技术一个优选技术方案,所述沉积腔室的底部设置有引导滑块,所述支撑平台上设置有滑轨,所述引导滑块滑动连接所述滑轨。

11、作为本技术一个优选技术方案,所述蒸发腔室的底部设置有至少一个支撑柱,所述支撑柱固定于所述支撑平台。

12、作为本技术一个优选技术方案,所述回转腔体靠近所述蒸发腔室的一端开设有通气口。

13、本技术的通气口允许蒸汽的流通,同时还要防止回转腔体内的基体材料在转动过程中洒出。另外,沉积腔室的内腔壁与回转腔体外壁之间留有间隙,一方面,能够避免回转腔体在旋转过程中发生碰撞的问题,另一方面,满足流向沉积腔室的蒸汽最大限度的进入到回转腔体内的要求。

14、作为本技术一个优选技术方案,所述蒸发腔室的外周壁依次套设有第一加热机构与第一冷却夹套,所述第一冷却夹套内流通有冷却介质。

15、作为本技术一个优选技术方案,所述沉积腔室的外周壁依次套设有第二加热机构与第二冷却夹套,所述第二冷却夹套内流通有冷却介质。

16、本技术利用第一加热机构与第二加热机构分别加热蒸发腔室与沉积腔室,在抽真空后,开启蒸发腔室与沉积腔室的加热,并且蒸发腔室的加热温度要高于沉积腔室的加热温度,能够减缓沉积速度。蒸发腔室内的物料在高温下升华,形成蒸汽后进入沉积腔室内,在回转腔体中的基体材料的吸附作用下,同时由于沉积腔室内壁的温度大于回转腔体内部温度,促使蒸汽进入回转腔体内并沉积在基体材料的表面,进一步渗入材料内部。

17、所述的物理气相沉积装置还包括供水机构,所述供水机构独立地循环连接所述第一冷却夹套与第二冷却夹套,使得冷却介质在第一冷却夹套与第二冷却夹套内循环流通,一方面,能够降低加热机构由于加热温度过高产生的安全风险,另一方面,对沉积腔室进行冷却,辅助调节蒸发腔室与沉积腔室之间的温度差,有利于降低进入沉积腔室的蒸汽的温度,以控制蒸汽的沉积速度,协助蒸汽凝华,并沉积在回转腔体内的基体物料内部。

18、需要说明的是,本技术对于第一加热机构与第二加热机构的结构及加热方式不作具体限定,可以分别独立地采用电加热器、加热丝或电磁感应加热器中的任一种或至少两种的组合,当然可以理解的是,能够实现加热作用的其他样式的加热机构同样落入本技术的保护范围和公开范围之内,因此现有技术中已公开或新技术中未公开的其他形式的加热机构同样可以用于本技术中。

19、作为本技术一个优选技术方案,所述沉积腔室还开设有真空抽吸口。真空抽吸口用于外接抽真空装置,在反应过程中持续抽真空,以使得蒸发腔室与沉积腔室内部形成真空状态,促使蒸发腔室内生成的蒸汽向沉积腔室移动。

20、本领域技术人员可根据实际情况,在抽真空装置与真空抽吸口的连接管路上设置真空规,用于测量蒸发腔室与沉积腔室的压力值,保证蒸发腔室与沉积腔室内的绝对压力,较低的压力值可以降低蒸发物质的沸点,有限降低所需加热的温度,节省能耗,避免影响物料的加热蒸发过程。

21、作为本技术一个优选技术方案,沿所述回转腔体的内腔壁设置有若干抄板件。

22、本技术的回转腔体内分布有抄板件,随着回转腔体的旋转,抄板件将基体材料搅拌混匀,基体材料在回转腔体内翻滚、移动、混合,提高了与蒸汽的接触面积,避免物料发生过烧,使得蒸汽能够更均匀的分散至物料内部。

23、作为本技术一个优选技术方案,所述蒸发腔室法兰连接所述沉积腔室。

24、需要说明的是,本技术中的物理气相沉积装置还可以设置控制机构,并电性连接至驱动机构、沉积腔室、抽真空设备、供水机构、第一加热机构、第二加热机构、第一冷却夹套与第二冷却夹套,通过软硬件以及机电控制技术实现远程控制。同时,在沉积本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种物理气相沉积装置,其特征在于,所述的物理气相沉积装置包括蒸发腔室、沉积腔室与驱动机构,所述蒸发腔室可拆卸连接所述沉积腔室,所述沉积腔室内设置有回转腔体,所述回转腔体连通所述蒸发腔室,所述驱动机构的中心转轴贯穿所述沉积腔室,并连接所述回转腔体远离蒸发腔室的一端,用于带动所述回转腔体转动。

2.根据权利要求1所述的物理气相沉积装置,其特征在于,所述的物理气相沉积装置还包括支撑平台,所述蒸发腔室固定于所述支撑平台上,所述沉积腔室滑动连接所述支撑平台。

3.根据权利要求2所述的物理气相沉积装置,其特征在于,所述沉积腔室的底部设置有引导滑块,所述支撑平台上设置有滑轨,所述引导滑块滑动连接所述滑轨。

4.根据权利要求2所述的物理气相沉积装置,其特征在于,所述蒸发腔室的底部设置有至少一个支撑柱,所述支撑柱固定于所述支撑平台。

5.根据权利要求1所述的物理气相沉积装置,其特征在于,所述回转腔体靠近所述蒸发腔室的一端开设有通气口。

6.根据权利要求1所述的物理气相沉积装置,其特征在于,所述蒸发腔室的外周壁依次套设有第一加热机构与第一冷却夹套,所述第一冷却夹套内流通有冷却介质。

7.根据权利要求1所述的物理气相沉积装置,其特征在于,所述沉积腔室的外周壁依次套设有第二加热机构与第二冷却夹套,所述第二冷却夹套内流通有冷却介质。

8.根据权利要求1所述的物理气相沉积装置,其特征在于,所述沉积腔室还开设有真空抽吸口。

9.根据权利要求1所述的物理气相沉积装置,其特征在于,沿所述回转腔体的内腔壁设置有若干抄板件。

10.根据权利要求1所述的物理气相沉积装置,其特征在于,所述蒸发腔室法兰连接所述沉积腔室。

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【技术特征摘要】

1.一种物理气相沉积装置,其特征在于,所述的物理气相沉积装置包括蒸发腔室、沉积腔室与驱动机构,所述蒸发腔室可拆卸连接所述沉积腔室,所述沉积腔室内设置有回转腔体,所述回转腔体连通所述蒸发腔室,所述驱动机构的中心转轴贯穿所述沉积腔室,并连接所述回转腔体远离蒸发腔室的一端,用于带动所述回转腔体转动。

2.根据权利要求1所述的物理气相沉积装置,其特征在于,所述的物理气相沉积装置还包括支撑平台,所述蒸发腔室固定于所述支撑平台上,所述沉积腔室滑动连接所述支撑平台。

3.根据权利要求2所述的物理气相沉积装置,其特征在于,所述沉积腔室的底部设置有引导滑块,所述支撑平台上设置有滑轨,所述引导滑块滑动连接所述滑轨。

4.根据权利要求2所述的物理气相沉积装置,其特征在于,所述蒸发腔室的底部设置有至少一个支撑柱,所述支撑柱固定于所述支...

【专利技术属性】
技术研发人员:王俊文王志勇
申请(专利权)人:湖南中科星城石墨有限公司
类型:新型
国别省市:

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