[发明专利]热等离子体雾态气化制备薄膜的装置

摘要

本发明公开了一种热等离子体雾态气化制备薄膜的装置，该装置包括气体供给源、超声雾化器、等离子体炬发生装置、石英管沉积反应室及其双向可调低速电机、热电偶和温控仪、铜网屏蔽罩等，本发明的装置无需抽真空设备，薄膜沉积反应均在常压进行。使用本装置时，将适当的源物质溶于水配置成先体溶液，采用超声雾化将先体雾化成液滴，用载气将雾滴输运到等离子体中，在常压沉积薄膜；本装置可使用的源物质为能溶于水或稀酸的单质或化合物如金属氧化物、硝酸盐、氯化物和硫酸盐等。本发明可采用的源物质来源广泛，可制备的薄膜种类几乎不受源物质的限制；采用单一的水溶液为先体，薄膜的组份调节方便；薄膜沉积速率高，一次成膜，无需多次涂覆或后续热处理，薄膜制备周期短；所制备的薄膜光滑致密，并可在线大面积沉积薄膜。

主权项

1.一种热等离子体雾态气化制备薄膜的装置，其特征在于，该装置包括：一气体供给源，气体供给源包括氩气【1】和氧气【2】以及气体输运管路，用于给超声雾化器【5】和等离子体炬发生装置【6】的石英炬管【9】提供气源；一超声雾化器【5】，用于将先体溶液雾化成雾滴，用载气输运到射频感应的等离子体炬【6】中；一等离子体炬发生装置，作为等离子体加热源；包括与等离子体炬【6】连通的石英炬管【9】和自激振荡式射频感应电源【11】，石英炬管【9】上同轴绕有水冷铜线制的感应线圈【10】作为放电电极，射频感应电源【11】与感应线圈【10】连接；一作为薄膜沉积的反应沉积室的石英管【12】，石英管【12】垂直放置在石英板上，等离子体炬【6】从石英管【12】的下部引入；石英管【12】的上端设置有一双向可调低速电机【13】，并由可调低速电机【13】带动与基片座【14】关联的可上下位移的丝杆机构【15】，调节基片座【14】在石英管【12】内的位置；一基片座【14】，用基片杆【16】支撑并倒置在沉积室【12】中，基片杆【16】与丝杆机构【15】相连，基片【17】夹持在基片座【14】上；一热电偶【18】和温控仪【19】，热电偶【18】穿过基片杆【16】，置于基片座【14】的背面，用于测量基片座【14】的温度；一铜网屏蔽罩【20】，将等离子体炬发生装置部分与外界屏蔽；气体供给源的氩气【1】和氧气【2】通过管道上的压力表和电磁阀【3】及其流量计【4】和一超声雾化器【5】连通；炬管【9】分别与超声雾化器【5】和气体供给源的氩气【1】连通。感应线圈【10】与射频感应电源【11】连接，并通入冷却水；基片支撑杆【16】与丝杆机构【15】连接，热电偶【18】置于基片支撑杆【16】，紧密接触于基片座【14】的背面；装置外壳及屏蔽罩【20】均用专用铜带接地。