一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種低壓化學(xué)氣相沉積裝置，本實(shí)用新型的一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置，上端蓋、進(jìn)氣法蘭、筒體、排氣法蘭密封連接，排氣法蘭、下端蓋密封成真空腔體，筒體周?chē)自O(shè)有加熱架，加熱架內(nèi)設(shè)有加熱絲，上端蓋上通過(guò)進(jìn)氣管路與一供氣裝置連通，排氣法蘭通過(guò)抽氣管與一機(jī)械泵連通，機(jī)械泵上還設(shè)有排氣管，真空腔體內(nèi)豎直設(shè)有多根固定桿，固定桿上水平設(shè)有一彈簧板，彈簧板上設(shè)有一工作臺(tái)，工作臺(tái)上設(shè)有一收集板，工作臺(tái)底部連接設(shè)有一連接孔，下端蓋下方設(shè)有一激振器，激振器輸出端連接配合以傳輸桿，傳輸桿穿透下端蓋后伸入工作臺(tái)底部的連接孔內(nèi)，并分別與下端蓋和工作臺(tái)固定連接。本實(shí)用新型能夠達(dá)到低能耗、低耗時(shí)、低應(yīng)力的效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種低壓化學(xué)氣相沉積裝置，具體涉及一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]低壓化學(xué)氣相沉積裝置是一種常用的薄膜沉積裝置，該裝置主要包括:加熱部分、真空系統(tǒng)等，與等離子化學(xué)氣相沉積裝置相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加熱溫度高、真空度低、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，是一種常用的薄膜沉積設(shè)備。
[0003]采用化學(xué)氣相沉積裝置在薄膜沉積中一個(gè)主要的缺點(diǎn)是所沉積的薄膜的殘余應(yīng)力大，表現(xiàn)為薄膜在沉積過(guò)程中薄膜隨著厚度的增加自行開(kāi)裂、翹曲，在使用過(guò)程中薄膜卷曲，在MEMS結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)微裂紋、與基底剝離等缺陷，嚴(yán)重影響了薄膜實(shí)用性能，如何去除薄膜內(nèi)部殘余應(yīng)力稱(chēng)為主要問(wèn)題。目前主要的解決方法有:調(diào)整工藝參數(shù)、退火時(shí)效后處理、降低冷卻速度等，應(yīng)力去除效果并不明顯。主要因?yàn)?薄膜沉積溫度相同情況下各個(gè)薄膜所沉積的應(yīng)力大小并不相同，退火后處理增加了薄膜制備成本，降低冷卻速度耗費(fèi)了工時(shí)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所提供了一種在薄膜制備過(guò)程中利用振動(dòng)時(shí)效對(duì)所沉積薄膜內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行消除的附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置，主要包括:機(jī)械泵、加熱絲、供氣裝置、工作臺(tái)裝置、激振器、控制器等。機(jī)械泵對(duì)真空腔抽真空，加熱絲對(duì)真空腔進(jìn)行加熱，達(dá)到沉積溫度，供氣裝置提供反應(yīng)氣體，反應(yīng)氣體在高溫、真空的環(huán)境中在工作臺(tái)裝置的收集板沉積出薄膜，激振器產(chǎn)生的振動(dòng)能量對(duì)工作臺(tái)裝置收集板沉積的薄膜進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效，實(shí)現(xiàn)在薄膜沉積過(guò)程中對(duì)薄膜殘余應(yīng)力進(jìn)行消除的目的，采用波紋管對(duì)激振器振動(dòng)能量進(jìn)行衰減，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的薄膜沉積裝置的整體穩(wěn)定。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置，包括由上端蓋、進(jìn)氣法蘭、筒體、排氣法蘭和下端蓋構(gòu)成的真空腔體，所述上端蓋與進(jìn)氣法蘭頂部密封連接，所述進(jìn)氣法蘭底部與筒體頂部密封連接，所述筒體底部與排氣法蘭密封連接，所述排氣法蘭底部與下端蓋密封固定連接，所述筒體周?chē)自O(shè)有加熱架，所述加熱架內(nèi)設(shè)有加熱絲，所述上端蓋上通過(guò)進(jìn)氣管路與一供氣裝置連通，所述排氣法蘭通過(guò)抽氣管與一機(jī)械泵連通，所述機(jī)械泵上還設(shè)有排氣管，所述真空腔體內(nèi)豎直設(shè)有多根固定桿，所述固定桿上水平設(shè)有一彈簧板，所述彈簧板上設(shè)有一工作臺(tái)，所述工作臺(tái)上設(shè)有一收集板，所述工作臺(tái)底部連接設(shè)有一連接孔，所述下端蓋下方設(shè)有一激振器，所述激振器輸出端連接配合以傳輸桿，所述傳輸桿穿透所述下端蓋后伸入工作臺(tái)底部的連接孔內(nèi)，并分別與下端蓋和工作臺(tái)固定連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述固定桿為四根，四根固定桿均勻圍成一圓形排列，每一固定桿頂部通過(guò)一滑銷(xiāo)與進(jìn)氣法蘭滑動(dòng)配合連接，每一固定桿底部通過(guò)一固定銷(xiāo)與排氣法蘭固定連接，所述滑銷(xiāo)穿過(guò)所述進(jìn)氣法蘭，并通過(guò)螺母與進(jìn)氣法蘭固定連接，所述固定銷(xiāo)穿過(guò)所述排氣法蘭，并通過(guò)螺母與排氣法蘭固定連接。上述結(jié)構(gòu)保證固定桿在安裝過(guò)程中方便性和在真空腔體內(nèi)的固定位置。
[0007]更進(jìn)一步的，所述彈簧板為環(huán)形彈簧板，所述環(huán)形彈簧板上均勻設(shè)有四個(gè)通孔，四根固定桿分別套設(shè)入四個(gè)通孔內(nèi)，并通過(guò)螺母實(shí)現(xiàn)固定桿與環(huán)形彈簧板的固定連接。
[0008]更進(jìn)一步的，所述工作臺(tái)為圓臺(tái)形工作臺(tái)，所述圓臺(tái)形工作臺(tái)的底部嵌入環(huán)形彈簧板的中部圓環(huán)內(nèi)，所述圓臺(tái)形工作臺(tái)的臺(tái)面焊接在環(huán)形彈簧板的表面。圓臺(tái)形工作臺(tái)在環(huán)形彈簧板支撐下處于平衡狀態(tài)。
[0009]進(jìn)一步的，所述工作臺(tái)為圓臺(tái)形工作臺(tái)，所述收集板為圓形收集板，所述圓形收集板周邊通過(guò)一圓環(huán)形夾具與圓形工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)固定連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述排氣法蘭底部與下端蓋直接還套接有波紋管，所述波紋管上端與排氣法蘭底部密封連接，所述波紋管下端與下端蓋密封連接。波紋管軸向伸縮、吸收振動(dòng)使得激振器振動(dòng)能量在傳遞給筒體的過(guò)程中衰減，保持了化學(xué)氣相沉積裝置的整體穩(wěn)定。
[0011]進(jìn)一步的，還包括一控制器，所述控制器包括加熱控制線路和激振信號(hào)控制線路，所述加熱控制線路與加熱絲電性連接，用于控制加熱絲的開(kāi)關(guān)及加熱功率，所述激振信號(hào)控制線路與激振器電性連接，用于控制激振器的開(kāi)關(guān)及激振頻率。
[0012]本實(shí)用新型通過(guò)采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013]本實(shí)用新型的低壓化學(xué)氣相沉積裝置，通過(guò)設(shè)計(jì)振動(dòng)時(shí)效裝置，即采用激振器的輸出桿經(jīng)一傳輸桿伸入真空腔體內(nèi)與工作臺(tái)固定連接，激振器振動(dòng)能量經(jīng)傳輸桿傳給沉積的薄膜，實(shí)現(xiàn)在薄膜沉積過(guò)程中通過(guò)振動(dòng)時(shí)效去除薄膜殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)在薄膜沉積過(guò)程中對(duì)沉積薄膜的殘余應(yīng)力在線進(jìn)行去除，制備出低應(yīng)力薄膜。整個(gè)裝置能夠達(dá)到低能耗、低耗時(shí)、低應(yīng)力的效果。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的剖視示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例的工作臺(tái)、收集板和圓環(huán)形夾具裝配結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0016]圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例的工作臺(tái)立體示意圖。
[0017]圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例的圓環(huán)形夾具立體示意圖。
[0018]圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例的進(jìn)氣法蘭立體示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]作為一個(gè)具體的實(shí)施例，如圖1至圖5所示，本實(shí)用新型的一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置，包括由上端蓋3、進(jìn)氣法蘭6、筒體7、排氣法蘭22和下端蓋16構(gòu)成的真空腔體23，所述上端蓋3與進(jìn)氣法蘭6頂部密封連接，所述進(jìn)氣法蘭6底部與筒體7頂部密封連接，所述筒體7底部與排氣法蘭22密封連接，所述排氣法蘭22底部與下端蓋16密封固定連接，所述筒體7周?chē)自O(shè)有加熱架10，所述加熱架10內(nèi)設(shè)有加熱絲9，所述上端蓋3上通過(guò)進(jìn)氣管路2與一供氣裝置I連通，所述排氣法蘭22通過(guò)抽氣管19與一機(jī)械泵17連通，所述機(jī)械泵17上還設(shè)有排氣管18，
[0021]所述真空腔體23內(nèi)豎直設(shè)有四根固定桿8，四根固定桿8均勻圍成一圓形排列，每一固定桿8頂部通過(guò)一滑銷(xiāo)5與進(jìn)氣法蘭6滑動(dòng)配合連接，所述滑銷(xiāo)5穿過(guò)所述進(jìn)氣法蘭6，并通過(guò)螺母4與進(jìn)氣法蘭6固定連接，每一固定桿8底部通過(guò)一固定銷(xiāo)21與排氣法蘭22固定(螺紋配合)連接，所述固定銷(xiāo)21穿過(guò)所述排氣法蘭22，并通過(guò)螺母與排氣法蘭22螺紋配合固定連接。上述結(jié)構(gòu)保證固定桿8在安裝過(guò)程中方便性和在真空腔體23內(nèi)的固定位置。所述固定桿8上水平設(shè)有一彈簧板25，所述彈簧板25為環(huán)形彈簧板25，所述環(huán)形彈簧板25上均勻設(shè)有四個(gè)通孔，四根固定桿8分別套設(shè)入四個(gè)通孔內(nèi)，并通過(guò)螺母26實(shí)現(xiàn)固定桿8與環(huán)形彈簧板25的固定連接。所述彈簧板25上設(shè)有一工作臺(tái)24，所述工作臺(tái)24為圓臺(tái)形工作臺(tái)24，所述圓臺(tái)形工作臺(tái)24的底部嵌入環(huán)形彈簧板25的中部圓環(huán)內(nèi)，所述圓臺(tái)形工作臺(tái)24的臺(tái)面焊接在環(huán)形彈簧板25的表面。圓臺(tái)形工作臺(tái)24在環(huán)形彈簧板25支撐下處于平衡狀態(tài)。所述工作臺(tái)24上設(shè)有一收集板28，所述收集板28為圓形收集板28，所述圓形收集板28周邊通過(guò)一圓環(huán)形夾具27與圓形工作臺(tái)24實(shí)現(xiàn)緊貼固定連接。所述工作臺(tái)24底部連接設(shè)有一連接孔29，所述下端蓋16下方設(shè)有一激振器15，所述激振器15輸出端連接配合以傳輸桿31，所述傳輸桿31穿透所述下端蓋16后伸入工作臺(tái)24底部的連接孔29內(nèi)，并通過(guò)螺母14分別與下端蓋16和工作臺(tái)24固定連接。
[0022]本實(shí)施例中，所述排氣法蘭22底部與下端蓋16直接還套接有波紋管20，所述波紋管上端與排氣法蘭22底部密封連接，所述波紋管下端與下端蓋16密封連接。波紋管軸向伸縮、吸收振動(dòng)使得激振器振動(dòng)能量在傳遞給筒體7的過(guò)程中衰減，保持了化學(xué)氣相沉積裝置的整體穩(wěn)定。
[0023]為了達(dá)到最好的薄膜沉積效果，上述上端蓋3、進(jìn)氣法蘭6、筒體7、排氣法蘭22、波紋管20、下端蓋16、工作臺(tái)24、收集板28和傳輸桿31均為同軸設(shè)置。保證沉積的均勻性和整個(gè)裝置的對(duì)稱(chēng)性。
[0024]本實(shí)施例中，還包括一控制器12，所述控制器12包括加熱控制線路11和激振信號(hào)控制線路13，所述加熱控制線路11與加熱絲9電性連接，用于控制加熱絲9的開(kāi)關(guān)及加熱功率，所述激振信號(hào)控制線路13與激振器電性連接，用于控制激振器的開(kāi)關(guān)及激振頻率。
[0025]本實(shí)用新型的工作原理為:
[0026]真空腔體23內(nèi)真空環(huán)境的獲得，關(guān)閉供氣裝置1，打開(kāi)機(jī)械泵17，對(duì)真空腔體23抽真空至反應(yīng)所需真空環(huán)境，在沉積薄膜階段，打開(kāi)供氣裝置I，對(duì)真空腔體23充入反應(yīng)氣體，反應(yīng)后的氣體經(jīng)機(jī)械泵17通過(guò)抽氣管19排出，真空腔體23保持所需的真空環(huán)境。
[0027]真空腔23恒定溫度的獲得:加熱絲9固定在加熱架10內(nèi)，加熱架10緊裹在筒體7的外圍，加熱絲9由控制器12通過(guò)加熱線路11進(jìn)行功率的控制，在加熱階段，控制器12通過(guò)加熱控制線路11對(duì)加熱絲9輸送大功率電能，加熱絲9溫度迅速升高，在保溫極端，加熱絲9小功率加熱，保持真空腔23熱量的流失與補(bǔ)充熱量相平衡。
[0028]真空泵17對(duì)真空腔體23抽真空，控制器12通過(guò)加熱控制線路11將電能輸送給加熱絲9，對(duì)加熱絲9加熱功率進(jìn)行控制，保持真空腔23穩(wěn)定的薄膜沉積溫度，真空腔23溫度、真空度達(dá)到薄膜沉積的要求時(shí)，供氣裝置I打開(kāi)，反應(yīng)氣體經(jīng)進(jìn)氣管路2進(jìn)入到真空腔體23，氣體在高溫、真空環(huán)境中發(fā)生分解，在收集板28表面沉積薄膜，控制器12通過(guò)激振信號(hào)控制線路13將激勵(lì)信號(hào)傳輸給激振器15，激振器15將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，其振動(dòng)頻率與控制器12輸入信號(hào)具有相同的頻率，激振器15的振動(dòng)能量通過(guò)傳輸桿31傳輸給工作臺(tái)裝置24，形成對(duì)所收集薄膜的振動(dòng)時(shí)效，從而對(duì)所沉積的薄膜直接進(jìn)行殘余應(yīng)力消除，實(shí)現(xiàn)在薄膜沉積過(guò)程中對(duì)薄膜殘余應(yīng)力消除的目的，采用波紋管20對(duì)激振器15振動(dòng)能量進(jìn)行衰減，實(shí)現(xiàn)薄膜沉積裝置的整體穩(wěn)定。
[0029]盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:包括由上端蓋、進(jìn)氣法蘭、筒體、排氣法蘭和下端蓋構(gòu)成的真空腔體，所述上端蓋與進(jìn)氣法蘭頂部密封連接，所述進(jìn)氣法蘭底部與筒體頂部密封連接，所述筒體底部與排氣法蘭密封連接，所述排氣法蘭底部與下端蓋密封固定連接，所述筒體周?chē)自O(shè)有加熱架，所述加熱架內(nèi)設(shè)有加熱絲，所述上端蓋上通過(guò)進(jìn)氣管路與一供氣裝置連通，所述排氣法蘭通過(guò)抽氣管與一機(jī)械泵連通，所述機(jī)械泵上還設(shè)有排氣管，所述真空腔體內(nèi)豎直設(shè)有多根固定桿，所述固定桿上水平設(shè)有一彈簧板，所述彈簧板上設(shè)有一工作臺(tái)，所述工作臺(tái)上設(shè)有一收集板，所述工作臺(tái)底部連接設(shè)有一連接孔，所述下端蓋下方設(shè)有一激振器，所述激振器輸出端連接配合以傳輸桿，所述傳輸桿穿透所述下端蓋后伸入工作臺(tái)底部的連接孔內(nèi)，并分別與下端蓋和工作臺(tái)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:所述固定桿為四根，四根固定桿均勻圍成一圓形排列，每一固定桿頂部通過(guò)一滑銷(xiāo)與進(jìn)氣法蘭滑動(dòng)配合連接，每一固定桿底部通過(guò)一固定銷(xiāo)與排氣法蘭固定連接，所述滑銷(xiāo)穿過(guò)所述進(jìn)氣法蘭，并通過(guò)螺母與進(jìn)氣法蘭固定連接，所述固定銷(xiāo)穿過(guò)所述排氣法蘭，并通過(guò)螺母與排氣法蘭固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:所述彈簧板為環(huán)形彈簧板，所述環(huán)形彈簧板上均勻設(shè)有四個(gè)通孔，四根固定桿分別套設(shè)入四個(gè)通孔內(nèi)，并通過(guò)螺母實(shí)現(xiàn)固定桿與環(huán)形彈簧板的固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:所述工作臺(tái)為圓臺(tái)形工作臺(tái)，所述圓臺(tái)形工作臺(tái)的底部嵌入環(huán)形彈簧板的中部圓環(huán)內(nèi)，所述圓臺(tái)形工作臺(tái)的臺(tái)面焊接在環(huán)形彈簧板的表面，圓臺(tái)形工作臺(tái)在環(huán)形彈簧板支撐下處于平衡狀--τ O
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:所述工作臺(tái)為圓臺(tái)形工作臺(tái)，所述收集板為圓形收集板，所述圓形收集板周邊通過(guò)一圓環(huán)形夾具與圓形工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:所述排氣法蘭底部與下端蓋直接還套接有波紋管，所述波紋管上端與排氣法蘭底部密封連接，所述波紋管下端與下端蓋密封連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種附加振動(dòng)低壓化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:還包括一控制器，所述控制器包括加熱控制線路和激振信號(hào)控制線路，所述加熱控制線路與加熱絲電性連接，用于控制加熱絲的開(kāi)關(guān)及加熱功率，所述激振信號(hào)控制線路與激振器電性連接，用于控制激振器的開(kāi)關(guān)及激振頻率。
【文檔編號(hào)】C23C16/44GK204251706SQ201420654602
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】鄭建毅, 楊群峰, 林俊清, 林俊輝, 鄭高峰 申請(qǐng)人:廈門(mén)大學(xué)