[实用新型]热丝化学气相沉积装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及了一种热丝化学气相沉积装置，尤其是一种高真空小型热丝化学气相沉积薄膜制备装置。

背景技术

    热丝化学气相沉积是一种新型材料制备方法， 广泛应于于各种新材料的制备。目前国内技术领先厂家的产品结构通常为采用立式前开门结构，其热丝加热系统均无自动锁紧功能，当热丝加热到2000-2500oC时，热丝会因受热发生弯曲，变形现象，易损坏且造成基片上方温度不均匀，影响镀膜质量；衬底温度为600-1000oC；采用双层制冷方式时，沉积速率为1-10μm/h；基片台可升降、旋转；极限真空为2×10ˉ⁵Pa；镀膜均匀度小于5%。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种热丝化学气相沉积装置，能够有效提高沉积速率和成膜的一致性、均匀性，保证镀膜的均匀度，且延长了热丝的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种热丝化学气相沉积装置，包括电控柜，所述电控柜通过控制线分别连接有CVD镀膜室、冷水机和气源，所述CVD镀膜室分别与冷水机、气源相连接，所述CVD镀膜室上还连接有真空获得系统。

前述的热丝化学气相沉积装置，其特征在于：所述CVD镀膜室由真空室、基片台和热丝加热系统组成，所述电控柜与热丝加热系统相连接。

前述的热丝化学气相沉积装置，其特征在于：所述热丝加热系统包括进气极板和热丝栅组成，所述热丝栅安装在所述进气极板与基片台之间。

前述的热丝化学气相沉积装置，其特征在于：所述热丝栅包括框架，所述框架的两端安装有带张力电极条，所述带张力电极条之间设置有若干根热丝。

前述的热丝化学气相沉积装置，其特征在于：所述CVD镀膜室通过硬聚氯乙烯管与所述水冷机相连接。

前述的热丝化学气相沉积装置，其特征在于：所述CVD镀膜室通过抛光不锈钢管与所述气源相连接。

前述的热丝化学气相沉积装置，其特征在于：所述CVD镀膜室通过波纹管与所述真空获得系统相连接。

本实用新型的有益效果是：通过使热丝间、热丝与基片之间均保持相互平行，保证了基片台上方有均匀的温度场，增加了热丝的使用寿命，提高了沉积速率和成膜的一致性、均匀性，使镀膜均匀度小于3%，且本实用新型采用的真空获得系统的极限真空指标能够达到2×10ˉ⁵Pa，从而保证了成膜纯度，提高了镀膜质量。

附图说明

图1是本实用新型热丝化学气相沉积装置的结构原理图；

图2是本实用新型热丝栅的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。

如图1和图2所示，一种热丝化学气相沉积装置，包括电控柜，所述电控柜通过控制线分别连接有CVD镀膜室、冷水机和气源，所述CVD镀膜室分别与冷水机、气源相连接，所述CVD镀膜室上还连接有真空获得系统，所述CVD镀膜室由真空室、基片台和热丝加热系统组成，所述电控柜与热丝加热系统相连接，所述热丝加热系统包括进气极板和热丝栅组成，所述热丝栅安装在所述进气极板与基片台之间（图中未示出）。

热丝栅包括框架4，所述框架4的两端安装有带张力电极条3，所述带张力电极条3之间通过热丝夹紧装置固定有若干根热丝2，在每根热丝2上悬挂重物（图中未示出），防止热丝2在高温下出现塌腰现象。

 当热丝温度加热到2000oC-2500oC时，加装在热丝栅上的锁紧装置将自动拉紧热丝2，确保热丝间、基片与热丝间互相平行，保证了基片台上方有均匀的温度场，增加了热丝2使用寿命，提高了沉积速率和成膜的一致性，均匀性，且镀膜均匀度小于3%。而本装置其真空获得系统采用机械泵+分子泵结构，其极限真空指标能达到2×10^-5Pa，从而保证成膜纯度，提高了镀膜质量。

CVD镀膜室通过硬聚氯乙烯管与所述水冷机相连接，CVD镀膜室通过抛光不锈钢管与所述气源相连接，CVD镀膜室通过波纹管与所述真空获得系统相连接。

下面以生产石墨烯为例进一步说明本装置的工作过程：

步骤1. 通过电控柜控制真空获得系统的机械泵，分子泵对CVD镀膜室抽真空，使CVD镀膜室达到工作真空；

    步骤2. 通过电控柜控制气源的气体流量，经过抛光不锈钢管向CVD镀膜室通入含碳气体和氢气；

    步骤3. 将基片台升至适宜高度；