專利名稱：一種局部加熱化學氣相沉積裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學氣相沉積反應裝置及反應方法，主要采用電熱絲和磁感 應線圈加熱器在耐高溫金屬/非金屬基板上局部直接加熱，以快速反應生成納米 和薄膜材料。
背景技術(shù)：
化學氣相沉積(CVD)是一種在材料科學、微電子學和新興納米科學等領(lǐng)域 有著重要作用的薄膜和納米材料制備方法?；瘜W氣相沉積提供了一種在相對較低 溫度下，在較廣的材料選擇范圍內(nèi)準確控制薄膜或納米材料成分、結(jié)構(gòu)和型貌的 方法。化學氣相沉積是一種材料合成過程，即氣相的原材料原子或分子通過輸運 到達襯底表面附近， 一定條件下在襯底表面發(fā)生化學反應(某些反應還需要催化 劑)，生成不同成分和結(jié)構(gòu)的薄膜或納米材料。在化學氣相沉積工藝中，促使反 應進行的方法目前有等離子體加熱法、激光或紫外線加熱激發(fā)法和最常見的熱阻 加熱法。熱阻加熱法是最常見，對設(shè)備要求相對較低的方法之一，而其中又以熱 壁法為最常見的方式，即通過加熱反應襯底所在的整個反應室來實現(xiàn)對襯底的間 接加熱。另外一種熱阻加熱法是熱絲法，即通過在反應室內(nèi)的熱絲加熱到一定的 溫度使化學氣相反應在熱絲附近發(fā)生，并使生成的材料降落沉積在基板上，這是 化學氣相反應發(fā)生在熱絲附近，而不是由于基板溫度足夠高而發(fā)生在基板上。以碳納米管的制備為例，納米碳管主要制備法方法中包含了熱化學氣相沉積 法。與其他的制備方法相比，熱化學氣相沉積可以在較低的溫度下(500°C 900 °C)利用碳源反應氣體(C2H2、 CH4、 C2H4)在襯底表面上合成納米碳管，正是 熱化學氣相沉積法的低合成溫度使得納米碳管在場致發(fā)射和納米電子學等領(lǐng)域 內(nèi)的應用成為現(xiàn)實。應用熱化學氣相沉積法，可以通過調(diào)節(jié)反應溫度、反應氣體 類型、氣體流率和反應壓強來控制所需納米碳管的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，其中反應溫度是 最關(guān)鍵的因素之一。4普通CVD方法生長碳納米管的技術(shù)流程比較成熟，通常是將附著催化劑(鐵 Fe、鎳Ni、鈷Co)的襯底基片(常見的為重摻雜硅片)放于石英舟中，然后把 石英舟置于平放的石英管式爐的中部，利用熱耦、溫控儀和開關(guān)繼電器控制石英 管式爐的升溫、保溫和降溫過程。在保溫階段，當石英管內(nèi)的溫度達到可以促使 碳源氣體分子的碳氫鍵發(fā)生斷裂時，向石英管內(nèi)通入碳源反應氣體，氣體分子和 石英舟中襯底基片表面上的催化劑顆粒相接觸時，碳原子沉積下來，并在催化劑 顆粒的作用下，在襯底基片表面生成碳納米管。當反應結(jié)束后，同時關(guān)閉加熱電 源和碳源氣體輸入，通入保護氣體，直至石英管式爐的溫度降至室溫。這種方法 的缺點很突出，由于石英管式爐的熱容較大，造成整個反應過程中升溫和降溫時 間過長，且需要消耗大量反應氣體、保護氣體和電能，資源利用效率較低。在某 些晶體(氧化鋅、氮化硼等)的熱化學氣相沉積或氣相傳輸反應中，反應時間控 制要求非常嚴格，為保證生成物的一致性，需快速激活和停止反應，在采用熱壁 式間接加熱的反應中，往往需要人為的強制性介入，例如從反應室中快速取出反 應皿或急速降溫等。但是以上的操作方法，風險性較大且并不能真正地實現(xiàn)快速 升溫和降溫。同時由于對石英管加熱，加熱溫度不能高于石英管的軟化溫度，因 此限制了高溫化學氣相沉積反應的應用。因此利用對反應基板直接局部加熱，避免對反應室進行加熱，是解決以上問 題的途徑之一。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明涉及一種局部加熱化學氣相沉積方法，主要采用放置在反 應室內(nèi)部的電熱絲和磁感應線圈加熱器在耐高溫金屬/非金屬基板上局部直接加熱，以快速反應生成納米和薄膜材料；反應熱源為電熱絲加熱器或高頻磁感線圈， 可對基板實現(xiàn)局部直接加熱，通過控制加熱器的功率實現(xiàn)對基板溫度的控制；通 過控制加熱器電源的閉合和反應氣體的通路閥門，可實現(xiàn)對反應時間的控制。反 應流程相對于采用傳統(tǒng)的熱壁式熱化學氣相沉積反應流程大大簡化，材料和能量 的利用效率高。技術(shù)方案本發(fā)明公開了一種化學氣相沉積的方法，在化學氣相反應室內(nèi)， 利用電熱絲加熱器或高頻磁感應線圈加熱器對需化學氣相沉積的基板進行局部直接加熱，而非加熱整個反應室。局部加熱化學氣相沉積裝置包括反應室、加熱器、基板、反應氣體輸入通道、 氣體導出通道、加熱器電極、隔熱支架；其中，在反應室內(nèi)的底部設(shè)有隔熱支架， 在隔熱支架上設(shè)置加熱器，在加熱器上設(shè)置基板，在反應室的兩側(cè)分別設(shè)有反應氣 體輸入通道、氣體導出通道。加熱器由基板附近的電熱絲制成，或是能夠?qū)饘倩暹M行渦流加熱的高頻磁 場線圈，或由電熱絲、高頻磁場線圈組合而成。加熱器設(shè)置在基板的底部或內(nèi)部； 當加熱器采取高頻磁場線圈的形式時，基板放在線圈產(chǎn)生交變磁場的中心區(qū)域?；搴图訜崞饔申帢O射線管、微波管的熱陰極電真空器件的陰極組件構(gòu)成?；?板是能夠承受使化學氣相沉積發(fā)生溫度的金屬或非金屬或金屬與非金屬多層復合結(jié) 構(gòu)制成，其表面可以根據(jù)化學氣相沉積的要求制作催化劑。局部加熱化學氣相沉積裝置的化學氣相沉積方法在反應室內(nèi)部放置加熱器和基 板，采用加熱器對基板直接局部加熱而不是加熱整個反應室，加熱器在基板表面激 活化學氣相沉積反應，反應生成材料沉積在基板表面，具體步驟為步驟一將反應氣體輸入通道通過化學氣相反應室外部的質(zhì)量流量計與反應 氣體儲存鋼瓶連接，將氣體導出通道連接到真空泵組上，步驟二打開真空泵組，將反應室內(nèi)原有氣體排出，同時開啟反應氣體儲存 鋼瓶的主閥和減壓閥，通過質(zhì)量流量計將反應氣體通入反應室內(nèi)，進一步排出原 有的氣氛；同時，接通電源給加熱器的電熱絲或和高頻磁感線圈加熱器供電，將 需進行化學氣相反應的基板加熱至反應溫區(qū)；反應氣體在基板上生長材料或薄 膜，反應后的氣體由真空泵組通過氣體導出通道排出反應室，歩驟三關(guān)閉加熱器電源，關(guān)閉反應氣體鋼瓶主閥門和減壓閥，基板冷卻， 反應結(jié)束，步驟四關(guān)閉真空泵組，打開反應室的密封，實現(xiàn)內(nèi)外氣壓平衡，取出生長 有反應物的基板。在反應中，在基板表面用磁鐵或電極產(chǎn)生一定方向的磁場或電場用于控制反 應生成材料沉積生長的取向。有益效果本發(fā)明涉及一種化學氣相沉積反應裝置及其應用方法，用于在耐 高溫金屬/非金屬基板上局部直接加熱反應生成納米和薄膜材料；通過控制電熱絲或高頻磁感線圈加熱器上電流通過時間以及反應氣體通入，可準確控制化學氣 相沉積的反應時間，反應流程相對于采用傳統(tǒng)的熱壁式熱化學氣相沉積反應流程 大大簡化，材料和能量的利用效率高；通過控制加熱器的功率(調(diào)整電熱絲上通 過電流，或調(diào)整線圈上時變電流的幅度、頻率)也可實現(xiàn)對基板加熱溫度的調(diào)整; 在生長導磁性材料、或有磁性材料催化劑的化學氣相沉積反應中，調(diào)整基板與高 頻線圈磁力線的走向關(guān)系，或在基板附近放置磁鐵等，可以改變基板表面磁場的 方向，有利于材料的定向生長；對生長材料或催化劑有電極性的材料，可在表面 施加電場，有利于材料的定向生長。基板和加熱器可以是陰極射線管、微波管等 熱陰極電真空器件的陰極組件構(gòu)成。相對于傳統(tǒng)熱壁式化學氣相沉積中需加熱整個反應室而造成反應過程中升 溫和降溫時間過長，需消耗大量反應氣體、保護氣體和電能，資源利用效率較低 等特點，本發(fā)明提供的裝置和方法可以在極短時間內(nèi)實現(xiàn)對基板的快速局部加 熱，并能激活其表面化學氣相沉積反應，制備出高質(zhì)量的薄膜和納米材料；反應 中開啟和關(guān)閉加熱器電源(電熱絲電源或高頻磁線圈電源)，由于基板熱容小， 可實現(xiàn)其快速升溫和降溫，原有的漫長升溫和降溫過程可以被大大縮短，電能和 材料的利用效率顯著提高；另外在本發(fā)明的裝置中，無論是電熱絲還是高頻磁感 線圈渦流加熱，均是對反應面的直接局部加熱，溫度均勻，波動較小，反應條件， 尤其是材料生長溫度在整個反應過程中基本恒定，因而生成的薄膜或納米材料在 尺度、型貌和微結(jié)構(gòu)等方面較為一致，有利于其理化性能的提高。因為化學氣相 沉積反應直接在基板上生長，生長的材料與基板之間的附著力強，有利于生長材 料的應用。


圖1是本發(fā)明中提出的化學氣相沉積裝置圖。圖2是利用電熱絲加熱器局部加熱基板的示意圖。圖3是利用高頻磁感線圈加熱器加熱基板的示意圖。圖4是一種在圓柱式耐高溫基板上纏繞電熱絲的示意圖。圖5是一種在圓柱式耐高溫基板上纏繞高頻磁感線圈的示意圖。圖6是一種基板附近放置磁鐵的示意圖。圖7是一種基板附近施加電場的示意圖。圖8是金屬基板上制備有催化劑膜的示意圖。圖9是非金屬板與金屬層構(gòu)成的基板示意圖。其中有反應室l，加熱器2，基板3，反應氣體的輸入通道4，氣體輸出通道 5，加熱器電極6，電熱絲7，高頻磁場線圈8，磁鐵9，施加電場的電極IO，催化 劑膜層ll，隔熱支架12，非金屬板13，金屬層14。
具體實施方式
本發(fā)明的局部加熱化學氣相沉積裝置包括反應室l、加熱器2、基板3、反應氣 體輸入通道4、氣體導出通道5、加熱器電極6、隔熱支架12;其中，在反應室1 內(nèi)的底部設(shè)有隔熱支架12，為避免加熱器2與化學氣相反應室1熱接觸，基板3和 加熱器2放置在隔熱支架12上，在加熱器2上設(shè)置基板3，在反應室l的兩側(cè)分別 設(shè)有反應氣體輸入通道4、氣體導出通道5。在電熱絲上通過電流，電熱絲產(chǎn)生歐姆效應，并局部直接加熱基板，當基板溫 度達到反應溫區(qū)，在反應氣氛及催化劑作用下，在其表面激活氣相沉積反應并生成 納米或薄膜材料；通過調(diào)節(jié)電熱絲上通過電流，可實現(xiàn)對電熱絲加熱器功率和基板 溫度的設(shè)定；斷電后，電熱絲加熱器能夠迅速降溫，因此可準確控制化學氣相沉積 的基板加熱和反應時間。通過開啟關(guān)閉電熱絲加熱器電源即可實現(xiàn)快速升溫和降溫， 原有的漫長升溫和降溫過程可以被大大縮短，電能和氣體的利用效率顯著提高。如基板為金屬或表面有金屬膜，反應加熱器可采用高頻磁場線圈。高頻磁線圈 加熱器可以位于基板底部和上方，也可將基板放入到高頻磁場線圈內(nèi)部，在線圈上 通過高頻時變電流后，線圈內(nèi)產(chǎn)生交變的磁場，磁力線與氣體通路平行或垂直；在 交變磁場作用下，基板上產(chǎn)生渦流，溫度升高至化學氣相沉積反應溫區(qū)，通過控制 線圈上作用電流的幅度、頻率和時間可實現(xiàn)對該加熱器的功率調(diào)整，從而可設(shè)置基 板溫度；在生長導磁性材料的化學氣相沉積反應中，調(diào)整襯底組件與高頻線圈磁力 線的走向關(guān)系，以及在基板附近放置磁鐵，可促進材料的定向生長；對于生長材料 或催化劑有電極性的材料，可在表面施加電場，也有利于材料的定向生長。傳統(tǒng)的電真空器件如朋極射線管、微波管等熱陰極電真空器件的陰極組件， 可以作為本發(fā)明的一種典型的加熱器和基板的構(gòu)件。接通電源后，加熱器2通過電熱絲7發(fā)熱或通過高頻磁場線圈8的交變磁場產(chǎn)生渦流來加熱基片至化學氣相反應的溫度點，反應中通過調(diào)整加熱器的功率調(diào) 整基板溫度，通過控制加熱時間和氣體通入的時間控制化學氣相沉積的反應時間在反應中，在基板3表面用磁鐵9或電極10產(chǎn)生一定方向的磁場或電場用 于控制反應生成材料沉積生長的取向。加熱器2能夠使基板3溫度升高到化學氣相沉積發(fā)生的溫度，加熱器2可以 放在基板3的底部，也可以放在基板3內(nèi)部；當加熱器采取高頻磁場線圈8的形 式，基板3可放在線圈8產(chǎn)生交變磁場的中心區(qū)域。加熱器2自身高溫引起的升 華物或反應生成物不會在基板3上沉積，為獲得更高的基板溫度，可以由加熱絲 7和高頻磁場線圈8共同對基板進行加熱?；?是能夠承受使化學氣相沉積發(fā) 生溫度的金屬或非金屬或金屬與非金屬多層復合結(jié)構(gòu)制成，其表面可以根據(jù)化學 氣相沉積的要求制作催化劑11;基板3和加熱器2由陰極射線管、微波管等熱陰 極電真空器件的陰極組件構(gòu)成。為避免加熱器2與化學氣相反應室1熱接觸，基 板3和加熱器2放置在隔熱支架12上。利用該方法和裝置進行化學氣相沉積反應的步驟如下步驟一將氣體輸入通道通過反應室外部的質(zhì)量流量計與反應氣體儲存鋼瓶連 接，將氣體輸出通道連接到真空泵組(由機械泵或分子泵或兩者組成)上。步驟二打開真空泵組，將反應室內(nèi)原有氣體排出，同時開啟反應氣體儲存鋼瓶的主閥和減壓閥，通過質(zhì)量流量計將反應氣體通入反應室內(nèi)，進一步排出原有的氣氛；同時，接通電源給電熱絲加熱器或高頻磁感線圈加熱器供電，將需化學氣相 反應的基板加熱至反應溫區(qū)；反應氣體在基板上生成沉積材料或薄膜，反應后的氣 體由真空泵組通過氣體輸出通道排出反應室。歩驟三關(guān)閉加熱器電源，關(guān)閉反應氣體鋼瓶主閥門和減壓閥，反應結(jié)束。 步驟四關(guān)閉真空泵組，打開反應室的密封件，取出生長氣相沉積反應物的 基板。這僅是一種典型的方法，在具體實施中可以根據(jù)反應的條件不同有所調(diào)整， 如先通氣體再加熱，還是先加熱再通氣體等，但不偏離本發(fā)明局部加熱的方法。實施例一依據(jù)本發(fā)明設(shè)計的一種化學氣相沉積反應裝置，反應裝置中包括反應室(1)、 由電熱絲7構(gòu)成的加熱器2，需進行化學氣相沉積的耐高溫基板3，氣體輸入通 道4，氣體輸出通道5，在反應室上接有為加熱器電極6，用于防治加熱器和基板3 放置在隔熱支架ll;加熱器與供電電極相連并與反應室外的電源的電極連接。當接 通電源后，電熱絲加熱器發(fā)熱產(chǎn)生熱量并加熱基板至化學氣相反應的溫度點，通過 控制施加在加熱器上的電壓，可以改變基板溫度。采用前面進行化學氣相沉積的步 驟進行材料的生長。實施例二將高頻線圈8通過加熱器電極6與外部高頻電源輸出相連。當在線圈上施加高 頻時變電流后，線圈內(nèi)產(chǎn)生交變的磁場作用在金屬基板或有金屬層的非金屬基板上， 在交變磁場作用下，金屬基板或表面上有金屬層13的非金屬基板上產(chǎn)生渦流，基板 的溫度會升高至化學氣相沉積反應溫度點，通過控制線圈上電壓的幅度、頻率和作 用時間實現(xiàn)對反應溫度的調(diào)整。在生長導磁性材料的化學氣相沉積反應中，調(diào)整襯 底組件與高頻線圈磁力線的走向關(guān)系，可促進材料的定向生長。采用前面進行化學 氣相沉積的步驟進行材料的生長。實施例三以由陰極射線管、微波管等熱陰極電真空器件的熱陰極組件進行納米碳管的 生長。陰極射線管等電真空熱陰極組件一般由陰極片(作為基板)和用于加熱陰 極片的熱子(作為加熱器)構(gòu)成，本發(fā)明可以直接利用這種結(jié)構(gòu)進行納米材料的 生長。有些熱陰極的表面本身具有一些化學氣相沉積需要的催化劑，如飛利浦的 氧化物陰極材料中所具有的鎳顆?？梢宰鳛榧{米碳管生長的催化劑。當陰極表面 不具有化學氣相沉積所需的催化劑時，可以采用真空鍍膜、噴涂、電泳等方法在 陰極表面制作催化劑層。應用熱陰極的第一種做法-首先將陰極射線管陰極組件放置在隔熱支架上，將陰極組件中熱子的電極與 反應室上的供加熱器電極6相連后；密閉反應室l，將氣體輸入通道)通過反應 室外部的質(zhì)量流量計與乙炔氣體儲存鋼瓶(乙炔與氮氣的摩爾比為1: 9)連接，10將氣體輸出通道5連接到真空泵組(由機械泵或分子泵或兩者組成)上；打開真 空泵組，將反應室1內(nèi)原有氣體排出，同時開啟乙炔氣體儲存鋼瓶的主閥和減壓 閥，通過反應室外部的質(zhì)量流量計將乙炔氣體通入反應室內(nèi)，進一步排出原有的 氣氛；打開與熱子相連的電源，輸入電壓幅度可在6.3￥~9.0￥間調(diào)整，鎢加熱 絲上通過電流，溫度可迅速上升至780攝氏度到1000攝氏度之間，并開始加熱 陰極組件中的陰極片(基板)，調(diào)節(jié)熱子(加熱器)上通過的電流，實現(xiàn)對電熱 絲加熱器功率和基板溫度的設(shè)定，l秒內(nèi)，陰極基板溫度可達到反應溫區(qū)(>780 攝氏度)，在基板表面鎳催化劑作用下，在其表面激活氣相沉積反應，乙炔分子 中碳氫鍵分裂，碳原子沉積并生成巻曲結(jié)構(gòu)，即碳納米管。反應時間一般為l分 至30分鐘，以保證基板表面的碳納米管具有合適的長徑比和分布密度。反應后 的氣體隨作為載氣的氮氣排出反應室，反應室內(nèi)氣壓由真空泵組保持在0.08MPa。應用熱陰極的第二種做法由于陰極組件中陰極片(基板)是金屬，也可采用高頻磁場線圈加熱器。將 陰極組件放置在高頻磁線圈磁場作用較強的區(qū)域，在線圈上通過高頻時變電流 (如100kHz, l.OA)后，線圈內(nèi)產(chǎn)生交變的磁場，在交變磁場作用下，陰極片金 屬層上產(chǎn)生渦流，10秒至20秒后，基板溫度升高至化學氣相沉積反應溫區(qū)(>700 攝氏度)，通過控制線圈上作用電流的幅度、頻率(如調(diào)整至150kHz, 1.5A)可實 現(xiàn)對該加熱器的功率調(diào)整，從而可調(diào)節(jié)基板溫度在700攝氏度至1000攝氏度間 變化。反應時間一般為1分至30分鐘，以保證基板表面的碳納米管具有合適的 長徑比和分布密度。反應后的氣體隨作為載氣的氮氣排出反應室，反應室內(nèi)氣壓 由真空泵組保持在0.08MPa。反應結(jié)束，關(guān)閉加熱器電源，關(guān)閉反應氣體鋼瓶主閥門和減壓閥，關(guān)閉真空 泵組，打開反應室的密封件，使反應室內(nèi)的氣壓與外界平衡，再取出生長氣相沉 積有碳納米管的基板。應用熱陰極的第三種做法前面兩種方法分別用熱子加熱和高頻磁場線圈對陰極片進行加熱，對與一些 需要更高反應溫度的化學氣相沉積，可以采用熱子加熱和高頻磁場線圈共同加熱 的方法進行，可以進一歩提高陰極片的溫度。
權(quán)利要求
1.一種局部加熱化學氣相沉積裝置，其特征在于該裝置包括反應室(1)、加熱器(2)、基板(3)、反應氣體輸入通道(4)、氣體導出通道(5)、加熱器電極(6)、隔熱支架(12)；其中，在反應室(1)內(nèi)的底部設(shè)有隔熱支架(12)，在隔熱支架(12)上設(shè)置加熱器(2)，在加熱器(2)上設(shè)置基板(3)，在反應室(1)的兩側(cè)分別設(shè)有反應氣體輸入通道(4)、氣體導出通道(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部加熱化學氣相沉積裝置，其特征在于加熱器(2) 由基板附近的電熱絲(7)制成，或是能夠?qū)饘倩?3)進行渦流加熱的 高頻磁場線圈(8)，或由電熱絲(7)、高頻磁場線圈(8)組合而成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的局部加熱化學氣相沉積裝置，其特征在于加熱 器(2)設(shè)置在基板(3)的底部或內(nèi)部；當加熱器采取高頻磁場線圈(8)的形 式時，基板(3)放在線圈(8)產(chǎn)生交變磁場的中心區(qū)域。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部加熱化學氣相沉積裝置，其特征在于基板(3) 和加熱器(2)由陰極射線管、微波管的熱陰極電真空器件的陰極組件構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的局部加熱化學氣相沉積裝置，其特征在于基板(3) 是能夠承受使化學氣相沉積發(fā)生溫度的金屬或非金屬或金屬與非金屬多層復合結(jié)構(gòu) 制成，其表面可以根據(jù)化學氣相沉積的要求制作催化劑(11)。
6. —種采用權(quán)利要求1所述的局部加熱化學氣相沉積裝置的化學氣相沉積方 法，其特征在于該化學氣相沉積方法在反應室(1)內(nèi)部放置加熱器(2)和基板(3) ，采用加熱器(2)對基板(3)直接局部加熱而不是加熱整個反應室，加熱器 在基板(3)表面激活化學氣相沉積反應，反應生成材料沉積在基板(3)表面，具 體步驟為步驟一將反應氣體輸入通道(4)通過化學氣相反應室(1)外部的質(zhì)量流量計與反應氣體儲存鋼瓶連接，將氣體導出通道(5)連接到真空泵組上，步驟二打開真空泵組，將反應室(1)內(nèi)原有氣體排出，同時開啟反應氣體儲存鋼瓶的主閥和減壓閥，通過質(zhì)量流量計將反應氣體通入反應室(1)內(nèi)，進一步排出原有的氣氛；同時，接通電源給加熱器(2)的電熱絲(7)或和高頻磁感線圈加熱器(8)供電，將需進行化學氣相反應的基板(3)加熱至反應溫區(qū)；反應氣體在基板上生長材料或薄膜，反應后的氣體由真空泵組通過氣體導出通道 (5)排出反應室(1)，步驟三關(guān)閉加熱器電源，關(guān)閉反應氣體鋼瓶主陶門和減壓閥，基板(3) 冷卻，反應結(jié)束，步驟四關(guān)閉真空泵組，打開反應室(1)的密封，實現(xiàn)內(nèi)外氣壓平衡，取出生長有反應物的基板(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的局部加熱化學氣相沉積方法，其特征在于在反應中，在基板(3)表面用磁鐵(9)或電極(10)產(chǎn)生一定方向的磁場或電場用 于控制反應生成材料沉積生長的取向。
全文摘要
局部加熱化學氣相沉積裝置及方法主要采用電熱絲和磁感應線圈加熱器在耐高溫金屬/非金屬基板上局部直接加熱，以快速反應生成納米和薄膜材料，該裝置在反應室(1)內(nèi)的底部設(shè)有隔熱支架(12)，在隔熱支架(12)上設(shè)置加熱器(2)，在加熱器(2)上設(shè)置基板(3)，在反應室(1)的兩側(cè)分別設(shè)有反應氣體輸入通道(4)、氣體導出通道(5)。該方法無需加熱整個反應室，可在金屬/非金屬基板上局部直接加熱反應生成納米和薄膜材料；在化學氣相反應室內(nèi)，電熱絲加熱器或磁感應線圈加熱器對基板進行局部加熱，當基板溫度達到所需反應溫度，在反應氣氛及催化劑作用下，在其表面激活氣相沉積反應并生成納米或薄膜材料。
文檔編號C23C16/46GK101323947SQ20081002087
公開日2008年12月17日 申請日期2008年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日
發(fā)明者婁朝剛, 張曉兵, 王琦龍, 威 雷 申請人:東南大學