化学气相沉积系统的制作方法

1.本公开涉及真空镀膜技术领域，特别涉及一种化学气相沉积系统。

背景技术：

2.化学气相沉积(cvd)技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质，在衬底表面上进行化学反应生成薄膜，该技术作为一种能够精确控制薄膜成分的镀膜技术，已经被广泛应用于很多技术领域。化学气相沉积过程分为三个重要阶段：反应气体向衬底表面扩散、反应气体吸附于衬底表面、在衬底表面上发生化学反应形成固态沉积物及产生的气相副产物脱离衬底表面。在传统的化学气相沉积技术中，衬底被放在固定位置的样品托上，通过加热器进行加热从而保证衬底温度，以使衬底表面顺利发生化学反应形成薄膜。但这种镀膜方式在固态沉积物在衬底上沉积完成后，即使停止加热器也无法快速降温，造成化学反应仍在继续进行，但由于温度下降造成表面沉积不良，影响薄膜质量，降低成品率。

技术实现要素：

3.本公开提供了一种化学气相沉积系统，包括：基座；真空管，设置在基座上；样品台，设置在真空管内，用于承载样品；加热装置，用于在工作位置处对真空管的至少一部分和样品进行加热；以及滑动组件，用于将加热装置滑动连接到基座上，以使得加热装置能够滑动到达或离开工作位置。
4.在一些实施例中，滑动组件包括：至少一个滑轨，设置在基座上且平行于真空管的轴向延伸；以及至少一个滑槽，设置在加热装置底部且与至少一个滑轨滑动连接，或者滑动组件包括：至少一个滑槽，设置在基座上且平行于真空管的轴向延伸；以及至少一个滑块，设置在加热装置底部且与至少一个滑槽滑动连接。
5.在一些实施例中，滑动组件包括：至少一个滑轨或滑槽，设置在基座上且平行于真空管的轴向延伸；以及至少一个滑轮，设置在加热装置底部且与至少一个滑轨或滑槽滑动连接。
6.在一些实施例中，加热装置包围真空管的至少一部分。
7.在一些实施例中，加热装置包括管式炉，真空管穿过管式炉。
8.在一些实施例中，化学气相沉积系统还包括至少一个可调节支架，设置在基座上，用于支撑真空管。
9.在一些实施例中，至少一个可调节支架包括：第一三维可调节支架，用于支承真空管第一端；以及第二三维可调节支架，用于支承真空管第二端。
10.在一些实施例中，化学气相沉积系统还包括：驱动装置，设置基座上，用于驱动加热装置滑动离开或到达工作位置。
11.在一些实施例中，驱动装置包括：驱动杆，一端与加热装置固定连接；驱动电机，驱动电机的输出端能够线性运动并与驱动杆的另一端固定连接。
12.在一些实施例中驱动装置包括：螺杆，与加热装置螺纹连接；驱动电机，驱动螺杆转动，以驱动加热装置滑动离开或到达工作位置。
13.根据本公开一些实施例的化学气相沉积系统能够带来有益的技术效果。例如，本公开一些实施例的化学气相沉积系统能够解决常规技术中样品无法快速降温、表面沉积不良、影响薄膜质量、降低成品率等问题，能够实现对样品快速降温、从而保证镀膜效果、提高成品率以及降低生产成本的技术效果。
附图说明
14.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1示出根据本公开一些实施例的化学气相沉积系统的结构示意图；
16.图2示出根据本公开一些实施例的加热装置位于工作位置的示意图；
17.图3示出根据本公开一些实施例的加热装置位于非工作位置的示意图；以及
18.图4示出根据本公开一些实施例的可调节支架的结构示意图。
19.在上述附图中，各附图标记分别表示：
20.100 化学气相沉积系统
21.10 基座
22.20 真空管
23.40 加热装置
24.50 滑动组件
25.51 滑轨
26.52 连接板
27.30、30a、30b 可调节支架
28.31a x方向调节件
29.32a y方向调节件
30.33a z方向调节件
具体实施方式
31.下面将结合附图对本公开一些实施例进行描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开示例性实施例，而不是全部的实施例。
32.在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”、“耦合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以
是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接；可以是两个元件内部的连通。在本公开的描述中，远端或远侧是指深入真空环境(例如，真空腔)的一端或一侧，近端或近侧是与远端或远侧相对的一端或一侧(例如，远离真空腔的一端或一侧，或者真空腔内靠近真空腔壁的一端或一侧等等)。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
33.图1示出根据本公开一些实施例的化学气相沉积系统100的结构示意图。
34.如图1所示，化学气相沉积系统100可以包括基座10、真空管20、样品台(图中未示出)、加热装置40以及滑动组件50。基座10可以呈长方体状，可以是用于支承化学气相沉积系统100的支架、箱体等等。真空管 20可以为石英材质，设置在基座10上。例如，如图1所示，真空管20可以通过支架(例如，可调节支架30a、30b)设置在基座10上。真空管20 的两端可以通过真空法兰与其他管道密封连接，使得真空管20内保持真空环境。样品台设置在真空管20内，能够用于承载样品(例如，衬底)。真空管20两端的密封法兰处可以设置有通气口。在化学气相沉积过程中，所使用的镀膜气体可以通过通气口进入真空管20内，并且向样品台承载的样品表面扩散。镀膜气体可以吸附于样品表面，在样品表面上发生化学反应，形成固态沉积物，所产生的气相副产物脱离样品表面。这样，可以在样品上形成所需的薄膜。在化学气相沉积过程中，加热装置40可以位于工作位置，用于对真空管20的至少一部分以及样品进行加热。样品可以位于真空管20的被加热的部分内。
35.在本公开的一些实施例中，加热装置40可以包围真空管的至少一部分，以便对样品进行加热。例如，加热装置40可以是管式炉，如图1所示，真空管20穿过加热装置40的通孔。加热装置40将真空管20的至少一部分包围在其中，从而能够用于对真空管20的至少一部分进行加热，从而对样品进行加热。加热装置40的这种包围结构，可以增强加热效果，提高加热稳定性，也便于加热温度的控制。
36.如图1所示，滑动组件50可以用于将加热装置40滑动连接到基座10 上。通过滑动组件50，可以使得加热装置40能够滑动到达或离开工作位置。图2示出根据本公开一些实施例的加热装置40位于工作位置的示意图。图3示出根据本公开一些实施例的加热装置40离开工作位置、位于非工作位置的示意图。
37.如图2和图3所示，在本公开的一些实施例中，滑动组件50能够将加热装置40滑动连接到基座10上。如图2所示，加热装置40能够通过滑动组件50滑动到达工作位置，以便在化学气相沉积过程中对样品进行加热。如图3所示，在化学气相沉积过程结束后，通常需要对样品进行降温，加热装置40能够通过滑动组件50滑动离开工作位置，使样品暴露在环境温度中，以便在化学气相沉积过程后，对样品进行快速降温。本领域技术人员可以理解，本公开中所称的工作位置是指加热装置40与真空管20内的样品台所在位置对应的位置。
38.如图1-3所示，在本公开的一些实施例中，滑动组件50可以包括至少一个滑轨51(例如，如图1-3所示的一对滑轨)以及至少一个滑槽(图中未示出)。滑轨51设置在基座10(例如，顶面)上，且平行于真空管20 的轴向延伸。滑槽设置在加热装置40底部，且与滑轨51滑动连接。例如，滑槽可以通过连接板52安装在加热装置40(例如，管式炉)底部，滑槽与滑轨51相配合，使得加热装置40能够沿真空管20滑动。连接板52的尺寸可以大于加热装置40的底部，这样可以对加热装置40提供更好的支撑，增强加热装置40在滑动过程中的稳定性。
39.本领域技术人员可以理解，在本公开的另一些实施例中，滑动组件也可以包括至
少一个滑槽和至少一个滑块。滑槽设置在基座10上且平行于真空管20的轴向延伸，滑块设置在加热装置40底部且与滑槽滑动连接。
40.类似地，本领域技术人员可以理解，在本公开的另一些实施例中，滑动组件也可以包括至少一个滑轨以及至少一个滑轮，滑轨设置在基座10上且平行于真空管20的轴向延伸，滑轮设置在加热装置40底部且与滑轨滑动连接。
41.在本公开的另一些实施例中，滑动组件也可以包括至少一个滑槽以及至少一个滑轮，滑槽设置在基座10上且平行于真空管20的轴向延伸，滑轮设置在加热装置40底部且与滑槽滑动连接。
42.如图1-3所示，在本公开的一些实施例中，加热装置40包围真空管20 的至少一部分。在化学气相沉积过程中，加热装置40移动到如图2所示的工作位置，对真空管20内的样品台所承载的样品进行加热，使得镀膜气体在样品上发生反应，从而对样品进行镀膜。化学气相沉积过程结束之后，加热装置40移动到如图3所示的非工作位置，使得真空管20内的样品能够快速散热，避免镀膜气体继续在样品上发生化学反应，而造成镀膜效果不良的问题。
43.如图1-3所示，在一些实施例中，化学气相沉积系统100还可以包括至少一个可调节支架30。可调节支架30可以设置在基座10上，用于支撑真空管20。图4示出根据本公开一些实施例的可调节支架30a的结构示意图。本公开中为了说明清楚，以可调节支架30a为例进行说明。
44.如图1-4所示，在本公开的一些实施例中，化学气相沉积系统100还包括至少一个可调节支架30。例如，至少一个可调节支架30可以包括可调节支架30a、30b。可调节支架30a、30b设置在基座10上，用于支撑真空管 20。其中，可调节支架30a设置在真空管20的左端，可调节支架30b设置在真空管20的右端。
45.在本公开的一些实施例中，可调节支架30a是三维可调节支架，可以包括x方向调节件31a、y方向调节件32a以及z方向调节件33a，能够从x、 y、z三个方向对真空管20进行调节。
46.在本公开一些实施例中，真空管20由石英材料制成，硬度大但易折断，因此穿过加热装置40的真空管20的轴线必须与加热装置40的滑动方向相平行。可调节支架30(例如，可调节支架30a、30b)可以对真空管20 的位置、取向进行微调，以保证加热装置40能沿真空管20顺利滑动，避免造成真空管20碎裂，从而降低设备成本。
47.在本公开的一些实施例中，化学气相沉积系统还可以包括驱动装置(图中未示出)，设置基座10上，能够用于驱动加热装置40滑动离开或到达工作位置。
48.在本公开的一些实施例中，驱动装置还可以包括驱动杆和驱动电机。驱动杆一端与加热装置40固定连接，驱动电机的输出端能够线性运动，例如伸缩。该输出端与驱动杆的另一端固定连接。例如，驱动电机可以是直线推杆电极，电极的推杆与驱动杆的另一端固定连接。驱动杆可以随着驱动电机输出端的伸缩做线性运动，从而带动加热装置40沿滑轨51移动，到达或离开工作位置。在化学气相沉积过程结束后，加热装置40移开能够帮助样品快速散热，从而提高镀膜质量，提高成品率。
49.在本公开的另一些实施例中，驱动装置还可以包括螺杆和驱动电机，螺杆与加热装置螺纹连接，驱动电机驱动螺杆转动，以驱动加热装置40滑动离开或到达工作位置。
50.在化学气相沉积开始前，驱动装置可以更精准、更平稳地驱动加热装置 40到达工
作位置。在化学气相沉积结束后，驱动装置可以更快速地驱动加热装置40离开工作位置，以便于样品更迅速地散热、降温。
51.需要指出的是，以上仅为本公开的示例性实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

技术特征：

1.一种化学气相沉积系统，其特征在于，包括：基座；真空管，设置在所述基座上；样品台，设置在所述真空管内，用于承载样品；加热装置，用于在工作位置处对所述真空管的至少一部分和所述样品进行加热；以及滑动组件，用于将所述加热装置滑动连接到所述基座上，以使得所述加热装置能够滑动到达或离开所述工作位置。2.根据权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述滑动组件包括：至少一个滑轨，设置在所述基座上且平行于所述真空管的轴向延伸；以及至少一个滑槽，设置在所述加热装置底部且与所述至少一个滑轨滑动连接。3.根据权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述滑动组件包括：至少一个滑槽，设置在所述基座上且平行于所述真空管的轴向延伸；以及至少一个滑块，设置在所述加热装置底部且与所述至少一个滑槽滑动连接。4.根据权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述滑动组件包括：至少一个滑轨或滑槽，设置在所述基座上且平行于所述真空管的轴向延伸；以及至少一个滑轮，设置在所述加热装置底部且与所述至少一个滑轨或滑槽滑动连接。5.根据权利要求1-4中任一项所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述加热装置包围所述真空管的至少一部分。6.根据权利要求5所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述加热装置包括管式炉，所述真空管穿过所述管式炉。7.根据权利要求1-4中任一项所述的化学气相沉积系统，其特征在于，还包括：至少一个可调节支架，设置在所述基座上，用于支撑所述真空管。8.根据权利要求7所述的化学气相沉积系统，其特征在于，至少一个可调节支架包括：第一三维可调节支架，用于支承所述真空管第一端；以及第二三维可调节支架，用于支承所述真空管第二端。9.根据权利要求1-4中任一项所述的化学气相沉积系统，其特征在于，还包括：驱动装置，设置所述基座上，用于驱动所述加热装置滑动离开或到达所述工作位置。10.根据权利要求9所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述驱动装置包括：驱动杆，一端与所述加热装置固定连接；驱动电机，所述驱动电机的输出端能够线性运动并与所述驱动杆的另一端固定连接。11.根据权利要求9所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述驱动装置包括：螺杆，与所述加热装置螺纹连接；驱动电机，驱动所述螺杆转动，以驱动所述加热装置滑动离开或到达所述工作位置。

技术总结

本公开提供了一种化学气相沉积系统，包括：基座；真空管，设置在基座上；样品台，设置在真空管内，用于承载样品；加热装置，用于在工作位置处对真空管的至少一部分和样品进行加热；以及滑动组件，用于将加热装置滑动连接到基座上，以使得加热装置能够滑动到达或离开工作位置。置。置。

技术研发人员：

赵嘉峰 陈飞 项辉

受保护的技术使用者：

费勉仪器科技（上海）有限公司

技术研发日：

2022.04.26

技术公布日：

2022/11/24