[发明专利]一种可以在真空环境下连续进出料的CVD/PECVD设备

说明书

本发明涉及一种可以在真空环境下连续进出料的CVD/PECVD装置，属于化学气相沉积(CVD)设备的技术领域，装置包括三个腔体，分别为：进料腔、反应腔、冷却腔；其中，反应腔内设有电传输机构、感温组件和支撑机构；进料腔和冷却腔内有基底材料及其载体的输送系统；其中，各腔体还配备有各自的输气、抽气系统。通过本发明提供的技术方案，实现了在CVD/PECVD制造碳材料的工艺过程中，无须改变反应腔室的温度和真空度就可以进出料的技术效果，解决了现有的CVD/PECVD设备必须在反应腔室降温和恢复大气压后才能出料和重新填料的工艺问题，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于化学气相沉积的设备领域，更具体的，涉及一种可以在真空环境下连续进出料的CVD/PECVD装置。

背景技术

化学气相沉积CVD(Chemical Vapor Deposition)的技术被广泛应用于石墨烯的生长、氮化硅的镀膜等材料的制造工艺。

现有的化学气相沉积设备用于生长石墨烯，是在石英腔体内放置基底材料Ni或者Cu，保持腔体内高真空条件下，利用高频或射频电场激发，分解工艺气体CH4、乙烷、乙烯等，在基底表面沉积形成石墨烯薄膜。沉积温度一般在650℃左右。这种利用高频或射频电场激发增强的化学气相沉积称为等离子体增强化学气相沉积PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition)，这种方法可以大大降低沉积反应的温度。

现有的PECVD装置，在一批石墨烯或其他碳材料生长完成后，需要保持反应腔体内的高真空来降温，否则如果有空气进入腔体内，在数百摄氏度的高温下，基底表面生长的石墨烯薄膜会被氧化而变质。这样一来为使反应腔体降温，就需要腔体外的炉体降温，由此造成热量散失和能量的浪费，更重要的是生产效率的低下。针对以上问题，业界需要一种可以在真空环境下连续进出料的CVD/PECVD装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的内容是针对现有的CVD/PECVD装置用于生长石墨烯及其他碳材料所存在的上述问题，提供一种高效、减少能源浪费的可以在真空环境下连续进出料的CVD/PECVD装置。包括反应腔；进料腔，设置在反应腔的一端；冷却腔，设置在反应腔的另一端。

其中，反应腔包括石英腔体(2)和设置在两端的连接法兰(24、25)，进料腔和冷却腔两端各设置有真空舱门(4、6、5、7)。

其中，反应腔包括：石英腔体(2)，设置于管式加热炉内(28)，其材料为石英；第一连接法兰(24)，设置于靠近进料腔(1)腔体的一侧，其材质为不锈钢，通过螺栓与进料腔的真空舱门(4)固定连接；第二连接法兰(25)，设置于靠近冷却腔(3)腔体的一侧，其材质为不锈钢；通过螺栓与冷却腔的真空舱门(5)固定连接；

其中，第一连接法兰的侧面设置有真空电极(13)，第二连接法兰的侧面设置有真空电极(31)。

其中，第一连接法兰的侧面设置有支撑架(30)，第二连接法兰的侧面设置有支撑架(29)。

其中，第一连接法兰的侧面还设置有进气口(23)，第一连接法兰的侧面还设置有排气口(21)、真空度测试仪器接口(22)。

其中，反应腔内设置有电传输机构(32)，设置于反应腔腔体内的底部，用于输电；电传输机构是通过设置于连接法兰侧面(24)的真空电极(13)连接到外部输电电路。

其中，反应腔内还设置有感温组件(14)，设置于反应腔腔体内的底部，用于感测反应腔腔体内的温度；感温组件(14)是通过设置于连接法兰(25)侧面的真空电极(31)连接到外部控制电路。

其中，反应腔内还设置有支撑机构，设置于所述反应腔腔体内的底部，用于支撑基底材料及其载体；支撑机构包括两根支撑杆(12)。支撑杆(12)的两端固定连接在连接法兰(24、25)的侧面的支撑架上(29、30)。