[发明专利]常压CVD薄膜连续生长炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种在基片表面生成薄膜生长的设备，尤其涉及在常压状态下CVD薄膜连续生长炉。

 

背景技术

CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相沉积)，指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。

基片表面薄膜生长需要在一定真空度及温度的工艺气体环境下进行。因此需要反复将基片从外界大气状态送入该环境中，待工艺完成后，再从该环境送出外界。因此，基片薄膜生长的空间便不可避免的需要在工艺状态和大气状态之间不断切换。产品的制造流程为将基片送入工艺室——工艺室抽真空——生长外延膜——充入气体至大气状态——更换基片，从而导致生产效率低、产品成本高、废品率高。

 

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种结构简单、效能高、产量大且次品率地的常压CVD薄膜连续生长炉。

本发明所述常压CVD薄膜连续生长炉，包括：工作腔体、多段加热器、冷却器、输送机构、气柜、气体弥散腔、机架；其中工作腔体固定在机架上，前后端设有开口；工作腔体中前部外表面安装多段加热器，中后部外表面安装冷却器；输送机构位于工作腔体底部并从两端开口沿轴向贯穿整个腔体；气体弥散腔安装在腔体内前部加热段，为一个封闭壳体，其顶部设有进气管，底面上均匀分布若干小通孔；所述工作腔体两端及加热段与冷却段之间设有风帘盒，工作腔体两端还设有排气管，所述风帘盒与工作腔体连接，为表面分布有若干小通孔的密闭壳体；气柜上设有流量计，通过管路与气体弥散腔及风帘盒分别连接。

由于本生长炉从进口到出口在轴向分布有进口气体密封段、加热段、冷却段、出口气体密封段，工作时，先将需要生长薄膜的基片随输送机构从腔体入口经过进口气体密封段进入工作腔体，再经过腔内加热段进行多段控制加热以实现温度要求，并从气柜向气体弥散腔内通入需要的多种工艺气体，通过弥散腔后使气体与基片进行反应的工艺气体均匀，形成的气相沉积氛围，对基片进行特殊薄膜的生长，再经过腔体的冷却段以满足基片薄膜生长之后对基片进行冷却，以符合在炉体出口时的温度要求，从而完成整个薄膜的生长过程，基片成膜后经过出口气体密封段出炉。

期间根据工艺要求，在两端炉口处设置的风幕帘，在风幕帘盒中通入气体后从小孔中均匀进入炉腔，形成气帘来阻隔炉腔内、外的气体相互间的流动，保持炉腔内部的工艺气体的气相沉积的工艺氛围。

需要排空的废气可以通过两端的排气管排出。

本发明所述常压CVD薄膜连续生长炉，每个基片可长可短、紧密连续地放置在入口输送机构上，按照工艺要求的加热时间、温度、气体品种和流量及输送速度等进行精确控制，通过常压腔室在基片上生长成膜，从而大大提高薄膜产品质量及工作效率，实现了产业化生产；打破CVD薄膜生长只能在真空氛围内进行的工艺壁垒，实现常压环境下CVD薄膜连续生长成为重要的方向和核心装备。

为了达到更好的技术效果，本发明所述常压CVD薄膜连续生长炉还可以采用以下措施：

1、进一步地，所述冷却器为密闭腔体，两端分别设有进水口与出水口。进水口进冷却水，水经过密闭的水道腔从另一端出水口处流出，用冷却水将工作腔体的传导热带走，同时间接的将输送机构及基片上的热量带走，从而实现基片的冷却。

2、进一步地，所述输送机构包括驱动电机、链轮及链条传动机构、主动滚筒、输送链带、从动滚筒、涨紧滚筒，其中电机与链轮链条传动机构与主动滚筒连接，主动滚筒与从动滚筒之间通过输送链带进行连接，主动滚筒与从动滚筒之间还设置涨紧滚筒，涨紧滚筒与主动滚筒及从动滚筒之间也通过输送链带连接。输送机构工作时，驱动电机通过链轮链条传动机构带动主动滚筒、输送链带、从动滚筒运动，用涨紧滚筒对输送链带进行涨紧，使输送链带位于工作腔体底部实现连续的移动，带动基片实现从入口到出口的均匀输送，由电气控制实现自动运行。

3、进一步地，所述风帘盒紧贴工作腔体上表面与之固定，二者接触面上风帘盒及工作腔体相对应设有若干小孔。当气柜通过管路将气体输送到风帘盒腔内时，气体便从工作腔体的上部从小孔进入炉体，形成垂直轴向的密封气体，从而对工作腔体两端实现气体幕帘的密封。