專利名稱：導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱蒸發(fā)薄膜制備領(lǐng)域，具體涉及一種熱蒸發(fā)沉積薄膜所用的導(dǎo)流型熱
蒸發(fā)沉積裝置。
背景技術(shù)：
熱蒸發(fā)是薄膜制備的一種最基本和最常用的方法。因它具有較高的沉積速率和較高的薄膜質(zhì)量等優(yōu)點，在薄膜制備領(lǐng)域中有著非常廣泛的應(yīng)用。但通常熱蒸發(fā)均采用蒸汽由下方往上方沉積的方式進行，不適用于對一些需要蒸汽由上方往下方沉積的應(yīng)用場合。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)中熱蒸發(fā)不適合蒸汽由上方往下方沉積的應(yīng)用領(lǐng)域，本發(fā)明提供一種導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，適用于需要在下方固定樣品的熱蒸發(fā)氣相沉積，可滿足特定領(lǐng)域的需要。 本發(fā)明的一種導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，其特點是，所述的裝置包括加熱爐、導(dǎo)流管以及導(dǎo)流管加熱罩；所述的加熱爐以中心軸為中心，通過由內(nèi)向外依次設(shè)置的加熱絲架、內(nèi)保溫筒和外保溫筒構(gòu)成；采用上下相對應(yīng)設(shè)置的第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)作骨架，在第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)圓周上相對應(yīng)設(shè)有均勻分布的數(shù)個小孔，通過加熱絲上下對穿連接成一個圓筒形的加熱絲架；在加熱絲架內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)舟；在所述的兩個圓形瓷環(huán)和加熱絲架的外圍設(shè)置有內(nèi)保溫筒。 在所述的第二圓形瓷環(huán)下方設(shè)置同軸心的加熱絲架支撐座，加熱絲架通過均勻分布的三根對穿第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)的長固定螺桿固定在加熱絲架支撐座上，長固定螺桿的兩端均設(shè)有外螺紋，長固定螺桿的一端與加熱絲支撐架連接，另一端與導(dǎo)流管底座基座連接，長固定螺桿在穿過所述的兩個圓形瓷環(huán)的部位均通過螺母固定兩個圓形瓷環(huán)之間的相對距離；在加熱絲架支撐座上設(shè)置有固定溫度探頭的中心固定孔，溫度探頭通過中心固定孔設(shè)置于蒸發(fā)舟底部，并與蒸發(fā)舟接觸；在加熱絲架支撐座與長固定螺桿的外圍設(shè)置有外保溫筒； 在加熱絲架支撐座下方連接有中心軸，中心軸的一端穿過加熱爐與熱絲架支撐座固定連接，另一端與底座法蘭連接，將加熱爐固定設(shè)置在底座法蘭上；底座法蘭上開有兩孔引出兩根金屬管作為進水管和出水管，進水管和出水管的一端與底座法蘭密封連接，另一端分別與外保溫筒相連接。 所述的中心軸、第一圓形瓷環(huán)、第二圓形瓷環(huán)、加熱絲架支撐座、蒸發(fā)舟均為同軸心設(shè)置。 所述的導(dǎo)流管包括導(dǎo)流管底座、導(dǎo)流管管道和導(dǎo)流管噴頭帽，導(dǎo)流管底座包括導(dǎo)流管底座基座和導(dǎo)流管底座接頭，導(dǎo)流管外圍設(shè)有導(dǎo)流管加熱罩。導(dǎo)流管底座基座與加熱爐中蒸發(fā)舟的蒸發(fā)口密封固定連接，導(dǎo)流管底座基座上設(shè)有通孔，導(dǎo)流管底座基座通過通孔與內(nèi)螺紋柱子一端連接，內(nèi)螺紋柱子的另一端與加熱爐內(nèi)的長固定螺桿連接。
導(dǎo)流管管道一端與導(dǎo)流管底座接頭固定連接，導(dǎo)流管管道的另一端設(shè)有外螺紋接頭，噴頭帽設(shè)置在外螺紋接頭上。導(dǎo)流管加熱罩殼體上設(shè)有環(huán)繞的加熱絲，還設(shè)有用于加熱絲的固定和與殼體絕緣的開槽盤頭螺釘、螺母和絕緣柱，導(dǎo)流管加熱罩的底板開有孔用以伸出噴頭帽，噴頭帽開有出孔。 所述的蒸發(fā)舟采用氮化硼或石英材料，蒸發(fā)舟的形狀為一端開口的圓柱形。
導(dǎo)流管管道的內(nèi)徑為4mm 6mm，噴頭帽出孔的孔徑小于導(dǎo)流管管道的內(nèi)徑。
導(dǎo)流管管道中段設(shè)有基準(zhǔn)點，導(dǎo)流管加熱罩內(nèi)相對應(yīng)基準(zhǔn)點的部位設(shè)有用以標(biāo)示和固定噴頭帽出孔的噴射角度的角度標(biāo)尺。
所述的內(nèi)保溫筒采用聚四氟乙烯材料。 本發(fā)明的裝置工作時，需配以溫度測量控制儀，配以真空室和真空機組，整個裝置須在真空環(huán)境下工作。為了減小熱量的損失，在兩圓形瓷環(huán)之間和加熱絲外圍設(shè)有圓柱形聚四氟乙烯材料的內(nèi)保溫筒，將加熱絲完全包覆其中。為了解決加熱絲架的強度和固定問題，設(shè)置了一個圓形金屬加熱絲架支撐座。長固定螺桿的設(shè)置不僅用來固定兩圓形瓷環(huán)間的距離，也提高了整個加熱絲架的強度。由于整個加熱爐需要在真空中使用，需要通過真空法蘭來密封和內(nèi)外連接加熱和測控的電路連線，把整個加熱爐設(shè)置在一個真空法蘭上。
為了減小加熱爐的熱輻射對外界的影響，在整個加熱絲架的外部設(shè)置了一個外保溫筒，從底座法蘭上引出兩根金屬管道作為進水管和出水管，同時兩根水管起到支撐和托起外保溫筒的作用，整個加熱絲架放入外保溫筒之內(nèi)并完全罩在其中。使用時通以循環(huán)水用以加熱爐的水冷。蒸發(fā)口通過聚四氟乙烯墊片與導(dǎo)流管底座密封，設(shè)置的三個內(nèi)螺紋柱子，其一端緊旋于加熱爐內(nèi)固定長螺桿上，另一端作為與導(dǎo)流管底座密封固定的內(nèi)螺紋。
導(dǎo)流管底座的外螺紋接頭與導(dǎo)流管的連接螺母和球形接頭匹配并通過螺紋固定，同時也通過它們之間螺紋的旋轉(zhuǎn)來調(diào)整噴頭的角度。根據(jù)沉積工藝的需要噴頭帽可以更換為不同的中心孔徑的噴頭帽。為了防止蒸發(fā)原料在導(dǎo)流管上的冷凝，導(dǎo)流管也需要保持一定的溫度，將導(dǎo)流管完全置于由加熱絲環(huán)繞的加熱罩內(nèi)，可有效控制加熱罩內(nèi)的溫度使導(dǎo)流管的溫度恒定。加熱絲通過多個設(shè)置在外殼上絕緣柱環(huán)繞數(shù)圈，開槽盤頭螺釘配以螺母固定住加熱絲，使用絕緣柱與殼體絕緣。 本發(fā)明導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置適用于需要在下方固定樣品的熱蒸發(fā)氣相沉積。如在盤內(nèi)運動的微球采用熱蒸發(fā)氣相沉積實現(xiàn)其表面均勻涂層的情況。也可以通過兩個或兩個以上的組合配置實現(xiàn)兩種或兩種以上材料的化學(xué)氣相沉積。如果配備高性能的溫度測控儀，可達(dá)到較高的蒸發(fā)溫控精度，同時由于蒸汽流是由小孔引出，蒸汽流更集中，可以獲得更高的沉積速率。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述。 圖1為本發(fā)明的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置整體外形示意圖 圖2為本發(fā)明的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖 圖3a為本發(fā)明中的加熱絲骨架圓形瓷環(huán)的A-A剖面圖 圖3b為本發(fā)明中的加熱絲骨架圓形瓷環(huán)的俯視圖 圖4為本發(fā)明導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置中的導(dǎo)流管主視圖
圖5為本發(fā)明導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置中的導(dǎo)流管底座主視圖
圖6為本發(fā)明導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置中的導(dǎo)流管加熱罩主視圖
圖中1.底座法蘭 2.第一螺母 3.加熱絲架支撐座 4.溫度探頭 5.加熱 絲架 6.蒸發(fā)舟 7.內(nèi)保溫筒 8.外保溫筒 9.固定長螺桿 10.固定螺母ll.第一 圓形瓷環(huán)12.內(nèi)螺紋柱子13.固定螺釘31.第二圓形瓷環(huán)15.導(dǎo)流管16.導(dǎo)流管 管道 17.外螺紋接頭 18.球形接頭 19.連接螺母 20.噴頭帽 21.導(dǎo)流管底座基 座 22.導(dǎo)流管底座接頭 23.通孔 24.底板 25.導(dǎo)流管加熱罩 26.開槽盤頭螺釘 27.第二螺母28.絕緣柱29.蓋子30.出孔32.加熱爐 33.中心軸 34.基準(zhǔn)點
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述 圖1為本發(fā)明的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置整體外形示意圖，圖中加熱爐32通過中心 軸33固定設(shè)置在底座法蘭1上，設(shè)置在加熱爐32頂端的導(dǎo)流管底座基座21通過連接螺母 19與導(dǎo)流管15固定連接，導(dǎo)流管15的頂端設(shè)置有噴頭帽20。 圖2 6中，本發(fā)明的一種導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，包括加熱爐32、導(dǎo)流管15以及 導(dǎo)流管加熱罩25 ;所述的加熱爐32以中心軸33為中心，通過由內(nèi)向外依次設(shè)置的加熱絲 架5、內(nèi)保溫筒7和外保溫筒8構(gòu)成。采用上下相對應(yīng)設(shè)置的第一圓形瓷環(huán)11和第二圓形 瓷環(huán)31作骨架，在第一圓形瓷環(huán)11和第二圓形瓷環(huán)31圓周上相對應(yīng)設(shè)有均勻分布的數(shù)個 小孔，通過加熱絲上下對穿連接成一個圓筒形的加熱絲架5。加熱絲架5兩端與底座法蘭1 上設(shè)置的兩個加熱電極連接，在加熱絲架5內(nèi)設(shè)置有一個石英材料的蒸發(fā)舟6，蒸發(fā)舟6的 形狀為一端開口的圓柱形。在所述的兩個圓形瓷環(huán)和加熱絲架的外圍設(shè)置有內(nèi)保溫筒7，內(nèi) 保溫筒7采用聚四氟乙烯材料制成。 在所述的第二圓形瓷環(huán)31下方設(shè)置同軸心的加熱絲架支撐座3，加熱絲架5通過 均勻分布的三根對穿第一圓形瓷環(huán)11和第二圓形瓷環(huán)31的長固定螺桿9固定在加熱絲架 支撐座3上，長固定螺桿9的兩端均設(shè)有外螺紋，長固定螺桿9的一端與加熱絲支撐架3連 接，另一端與加熱爐頂部設(shè)置的導(dǎo)流管底座基座21連接，長固定螺桿9在穿過所述的兩個 圓形瓷環(huán)的部位均通過所設(shè)固定螺母10固定兩個圓形瓷環(huán)之間的相對距離，同時也提高 了加熱絲架5的強度。在加熱絲架支撐座3上設(shè)置有固定溫度探頭4的中心固定孔，溫度 探頭4通過中心固定孔設(shè)置于蒸發(fā)舟6的底部，并與蒸發(fā)舟6的底部接觸，用于測控加熱溫 度。溫度探頭4與還底座法蘭1相應(yīng)的電極連接。在加熱絲架支撐座3與長固定螺桿9的 外圍設(shè)置有外保溫筒8。 在加熱絲架支撐座3下方連接有中心軸33，中心軸33的一端穿過加熱爐32與熱 絲架支撐座3固定連接，另一端通過外螺紋頭與底座法蘭1連接，通過第一螺母2將加熱 爐33固定設(shè)置在底座法蘭1上；底座法蘭1上開有兩孔引出兩根金屬管作為進水管和出水 管，進水管和出水管的金屬管道一端外殼與底座法蘭1焊接密封連接，另一端分別與外保 溫筒8相連接，并起到支撐和托起外保溫筒8的作用，用以加熱爐32的水冷。在底座法蘭 l上還設(shè)置有電極。 所述的中心軸33、第一圓形瓷環(huán)11、第二圓形瓷環(huán)31、加熱絲架支撐座3、蒸發(fā)舟 6均為同軸心設(shè)置。
所述的導(dǎo)流管包括導(dǎo)流管底座、導(dǎo)流管管道16和導(dǎo)流管噴頭帽20，導(dǎo)流管底座包 括導(dǎo)流管基座21和導(dǎo)流管底座接頭22，導(dǎo)流管15外圍設(shè)有導(dǎo)流管加熱罩25 ;導(dǎo)流管15完 全置于導(dǎo)流管加熱罩25內(nèi)；導(dǎo)流管底座基座21與加熱爐的蒸發(fā)舟6的蒸發(fā)口密封固定連 接，導(dǎo)流管底座基座21上設(shè)有三個均勻分布的通孔23，內(nèi)螺紋柱子12的一端通過三個通孔 23和固定螺釘13與導(dǎo)流管底座基座21連接，內(nèi)螺紋柱子12的另一端緊旋于加熱爐32內(nèi) 的長固定螺桿9上，內(nèi)螺紋柱子12共設(shè)置有三個，并與所述三個通孔23對應(yīng)。
導(dǎo)流管管道16 —端的連接螺母19和球形接頭18匹配并通過螺紋與導(dǎo)流管底座 接頭22固定連接，導(dǎo)流管管道16的另一端設(shè)有外螺紋接頭17，噴頭帽20通過內(nèi)螺紋擰緊 在外螺紋接頭17上；導(dǎo)流管加熱罩25的殼體上設(shè)有環(huán)繞的加熱絲，還設(shè)有用于加熱絲的 固定和與殼體絕緣的開槽盤頭螺釘26、螺母27和絕緣柱28，導(dǎo)流管加熱罩的上面設(shè)有蓋子 29，底板24開有孔用以伸出噴頭帽20，噴頭帽20上開有出孔30。 本發(fā)明中導(dǎo)流管管道16的內(nèi)徑為5mm，噴頭帽20的出孔30的孔徑小于導(dǎo)流管管 道16的內(nèi)徑。 導(dǎo)流管管道16中段設(shè)有基準(zhǔn)點34，導(dǎo)流管加熱罩25內(nèi)相對應(yīng)基準(zhǔn)點34的部位設(shè) 有用以標(biāo)示和固定噴頭帽出孔的噴射角度的角度標(biāo)尺。
權(quán)利要求
一種導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，其特征在于所述的裝置包括加熱爐、導(dǎo)流管以及導(dǎo)流管加熱罩；所述的加熱爐以中心軸為中心，通過由內(nèi)向外依次設(shè)置的加熱絲架、內(nèi)保溫筒和外保溫筒構(gòu)成；采用上下相對應(yīng)設(shè)置的第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)作骨架，在第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)圓周上相對應(yīng)設(shè)有均勻分布的數(shù)個小孔，通過加熱絲上下對穿連接成一個圓筒形的加熱絲架；在加熱絲架內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)舟；在所述的兩個圓形瓷環(huán)和加熱絲架的外圍設(shè)置有內(nèi)保溫筒；在所述的第二圓形瓷環(huán)下方設(shè)置同軸心的加熱絲架支撐座，加熱絲架通過均勻分布的三根對穿第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)的長固定螺桿固定在加熱絲架支撐座上，長固定螺桿的兩端均設(shè)有外螺紋，長固定螺桿的一端與加熱絲支撐架連接，另一端與導(dǎo)流管底座基座連接；長固定螺桿在穿過所述的兩個圓形瓷環(huán)的部位均通過螺母固定兩個圓形瓷環(huán)之間的相對距離；在加熱絲架支撐座上設(shè)置有固定溫度探頭的中心固定孔，溫度探頭通過中心固定孔設(shè)置于蒸發(fā)舟底部，并與蒸發(fā)舟接觸；在加熱絲架支撐座與長固定螺桿的外圍設(shè)置有外保溫筒；在加熱絲架支撐座下方連接有中心軸，中心軸的一端穿過加熱爐與加熱絲架支撐座固定連接，另一端與底座法蘭連接，將加熱爐固定設(shè)置在底座法蘭上；底座法蘭上開有兩孔引出兩根金屬管作為進水管和出水管，進水管和出水管的一端與底座法蘭密封連接，另一端分別與外保溫筒相連接；所述的中心軸、第一圓形瓷環(huán)、第二圓形瓷環(huán)、加熱絲架支撐座、蒸發(fā)舟均為同軸心設(shè)置。所述的導(dǎo)流管包括導(dǎo)流管底座、導(dǎo)流管管道和導(dǎo)流管噴頭帽，導(dǎo)流管外圍設(shè)有導(dǎo)流管加熱罩；導(dǎo)流管底座基座與加熱爐蒸發(fā)舟的蒸發(fā)口密封固定連接，導(dǎo)流管底座基座上設(shè)置有通孔，導(dǎo)流管底座基座通過通孔與內(nèi)螺紋柱子一端固定連接，內(nèi)螺紋柱子另一端與加熱爐內(nèi)的長固定螺桿連接；導(dǎo)流管管道一端與導(dǎo)流管底座接頭固定連接，導(dǎo)流管管道的另一端設(shè)有外螺紋接頭，噴頭帽設(shè)置在外螺紋接頭上；導(dǎo)流管加熱罩殼體上設(shè)有環(huán)繞的加熱絲，還設(shè)有用于加熱絲的固定和與殼體絕緣的開槽盤頭螺釘、螺母和絕緣柱，導(dǎo)流管加熱罩的底板開有孔用以伸出噴頭帽，噴頭帽開有出孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)舟采用氮化硼或石英材料，蒸發(fā)舟的形狀為一端開口的圓柱形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，其特征在于導(dǎo)流管管道的內(nèi)徑為4mm 6mm，噴頭帽出孔的孔徑小于導(dǎo)流管管道的內(nèi)徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，其特征在于導(dǎo)流管管道中段設(shè)有基準(zhǔn)點，導(dǎo)流管加熱罩內(nèi)相對應(yīng)基準(zhǔn)點的部位設(shè)有用以標(biāo)示和固定噴頭帽出孔的噴射角度的角度標(biāo)尺。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，其特征在于所述的內(nèi)保溫筒采用聚四氟乙烯材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，本發(fā)明的裝置含有加熱爐、導(dǎo)流管、導(dǎo)流管加熱罩。加熱爐由加熱絲架、內(nèi)保溫筒和外保溫筒組成，蒸發(fā)舟置于加熱絲架內(nèi)。在加熱爐中的加熱絲支撐座下方連接有中心軸，加熱爐通過中心軸與底座法蘭固定連接。導(dǎo)流管與蒸發(fā)舟的蒸發(fā)口密封連接，導(dǎo)流管置于導(dǎo)流管加熱罩內(nèi)。當(dāng)蒸發(fā)舟內(nèi)的材料受熱蒸發(fā)的時候，由于內(nèi)外壓差的作用，蒸氣會沿導(dǎo)流管向外流動，由于導(dǎo)流管的導(dǎo)向作用，可實現(xiàn)蒸氣由上至下噴出。本發(fā)明的裝置也可以通過兩個或兩個以上的組合配置實現(xiàn)兩種或兩種以上材料的化學(xué)氣相沉積。解決了需要在下方固定樣品的熱蒸發(fā)氣相沉積問題。本發(fā)明的裝置中蒸汽流更集中，可以獲得更高的沉積速率。
文檔編號C23C14/24GK101760723SQ20091021647
公開日2010年6月30日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者劉一揚, 張占文, 李波, 漆小波, 陳素芬, 魏勝, 黃勇 申請人:中國工程物理研究院激光聚變研究中心