[发明专利]化学气相均匀沉积炉

说明书

本发明是一种化学气相均匀沉积炉，包括炉体、加热装置、进气装置。炉体内安装有专用的内筒腔体连接着进气系统。本发明通过改进沉积腔室，增加气体喷淋装置、底部加热装置以及衬底的旋转系统提升了薄膜沉积的均匀性节省了材料；所述炉体底部有废气出口，用于后续的废气处理。

技术领域

本发明属于化学气相沉积设备领域，具体设计一种可以均匀沉积的化学气相沉积炉。

背景技术

SiC作为一种新型的宽禁带半导体材料，具有许多优异的物理化学性质，例如热膨胀系数低、导热性好、硬度高、耐腐蚀等，被广泛应用在航天、航空、军事、交通等方面。化学气相沉积方法是制备这一材料的主要方法之一，采用化学气相沉积制备的复合材料具有纯度高、力学性能好等一系列优点。

现有的化学气相沉积炉普遍采用侧向加热方式，即在炉壁安装电阻加热器对炉内进行加热，在通电后通过电阻产生的热量对炉腔进行加热。这一加热方式随着炉体的增大会出现较大的缺陷，即由于炉体过大，加热时炉内外壁的温度会先上升，随后向炉体中心辐射，导致炉体内温度场分布不均匀，炉体中心温度低，靠近炉壁温度较高，从而影响沉积效果。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，提供一种化学气相均匀沉积炉。第一，通过改进反应腔室的结构，增加底部加热装置，达到均匀快速加热的目的；第二，通过改进石墨托盘的结构，增加底部旋转装置，达到均匀反应以及沉积的目的。

本发明提供的技术方案如下：

一种化学气相均匀沉积炉，包括炉体与炉体底部的沉积腔室，所述沉积腔室底部具有沉积石墨托盘，所述沉寂托盘下设有加热装置，所述沉积腔室上部连接进气装置，所述炉体内壁具有保温层，所述炉体壁具有水冷夹层，所述炉体底部设有排气口。

进一步的，所述沉积腔室底部由石墨托盘与电阻加热器组成。

进一步的，所述电阻加热器固定在所述石墨托盘下方。

进一步的，所述沉积腔室中部设有喷嘴，所述喷嘴用于输运原料气体。

进一步的，所述沉积腔室侧壁上设有压力传感器，所述压力传感器用于测量沉积腔室内的气压。

进一步的，所述进气管路连接所述沉积腔室上部，所述进气管路在炉顶盖上端设有管路。

进一步的，所述炉体底部设有排气口，所述排气口用于排出反应后的气体。

进一步的，所述炉壳设有水冷夹层，所述水冷夹层上设有进水口和出水口。

进一步的，所述炉壳内部设有保温层，所述保温层围成所述沉积室。

进一步的，所述沉积腔室内，在所述石墨托盘侧壁设有温度传感器，用于测量沉积时的温度。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的化学气相均匀沉积炉，膜层状产品的底部覆盖在沉积衬底上，所述沉积衬底设置在所述石墨托盘凹槽上，发热体即电阻加热器设置在石墨托盘下方，电阻加热器对石墨托盘进行加热，衬底通过石墨托盘的传热对产品进行沉积；并且，原料气体从沉积腔室顶端中心的进气管路进入沉积腔室，通过气压调节环调节沉积腔室内部的气压，使得沉积腔室内部与外部形成气压差，原料气体在气压差的作用下，可从沉积腔室外通过进气管道进入沉积腔室。进入沉积腔室的原料气体通过喷嘴在衬底上均匀反应及沉积。进一步的，在石墨托盘旋转轴的作用下，可有效改善产品沉积过程中的不均匀反应，有助于原料气体在衬底上更好的沉积，得到致密度以及均匀度更优良的产品；本发明提供的化学气相均匀沉积炉通过设置石墨托盘旋转轴、气压差以及电阻加热进行化学气相沉积，有助于加快沉积过程，缩短生产周期，降低生产成本。

附图说明