一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種低壓化學氣相沉積裝置，本實用新型的一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置，上端蓋、進氣法蘭、筒體、排氣法蘭密封連接，排氣法蘭、下端蓋密封成真空腔體，筒體周圍套設有加熱架，加熱架內設有加熱絲，上端蓋上通過進氣管路與一供氣裝置連通，排氣法蘭通過抽氣管與一機械泵連通，機械泵上還設有排氣管，真空腔體內豎直設有多根固定桿，固定桿上水平設有一彈簧板，彈簧板上設有一工作臺，工作臺上設有一收集板，工作臺底部連接設有一連接孔，下端蓋下方設有一激振器，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底部的連接孔內，并分別與下端蓋和工作臺固定連接。本實用新型能夠達到低能耗、低耗時、低應力的效果。
【專利說明】一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種低壓化學氣相沉積裝置，具體涉及一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置。

【背景技術】
[0002]低壓化學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，與等離子化學氣相沉積裝置相比具有結構簡單、加熱溫度高、真空度低、價格低廉等特點，是一種常用的薄膜沉積設備。
[0003]采用化學氣相沉積裝置在薄膜沉積中一個主要的缺點是所沉積的薄膜的殘余應力大，表現(xiàn)為薄膜在沉積過程中薄膜隨著厚度的增加自行開裂、翹曲，在使用過程中薄膜卷曲，在MEMS結構中出現(xiàn)微裂紋、與基底剝離等缺陷，嚴重影響了薄膜實用性能，如何去除薄膜內部殘余應力稱為主要問題。目前主要的解決方法有:調整工藝參數(shù)、退火時效后處理、降低冷卻速度等，應力去除效果并不明顯。主要因為:薄膜沉積溫度相同情況下各個薄膜所沉積的應力大小并不相同，退火后處理增加了薄膜制備成本，降低冷卻速度耗費了工時。
實用新型內容
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型所提供了一種在薄膜制備過程中利用振動時效對所沉積薄膜內部應力進行消除的附加振動低壓化學氣相沉積裝置，主要包括:機械泵、加熱絲、供氣裝置、工作臺裝置、激振器、控制器等。機械泵對真空腔抽真空，加熱絲對真空腔進行加熱，達到沉積溫度，供氣裝置提供反應氣體，反應氣體在高溫、真空的環(huán)境中在工作臺裝置的收集板沉積出薄膜，激振器產生的振動能量對工作臺裝置收集板沉積的薄膜進行振動時效，實現(xiàn)在薄膜沉積過程中對薄膜殘余應力進行消除的目的，采用波紋管對激振器振動能量進行衰減，實現(xiàn)穩(wěn)定的薄膜沉積裝置的整體穩(wěn)定。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是，一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置，包括由上端蓋、進氣法蘭、筒體、排氣法蘭和下端蓋構成的真空腔體，所述上端蓋與進氣法蘭頂部密封連接，所述進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，所述筒體周圍套設有加熱架，所述加熱架內設有加熱絲，所述上端蓋上通過進氣管路與一供氣裝置連通，所述排氣法蘭通過抽氣管與一機械泵連通，所述機械泵上還設有排氣管，所述真空腔體內豎直設有多根固定桿，所述固定桿上水平設有一彈簧板，所述彈簧板上設有一工作臺，所述工作臺上設有一收集板，所述工作臺底部連接設有一連接孔，所述下端蓋下方設有一激振器，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底部的連接孔內，并分別與下端蓋和工作臺固定連接。
[0006]進一步的，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一滑銷與進氣法蘭滑動配合連接，每一固定桿底部通過一固定銷與排氣法蘭固定連接，所述滑銷穿過所述進氣法蘭，并通過螺母與進氣法蘭固定連接，所述固定銷穿過所述排氣法蘭，并通過螺母與排氣法蘭固定連接。上述結構保證固定桿在安裝過程中方便性和在真空腔體內的固定位置。
[0007]更進一步的，所述彈簧板為環(huán)形彈簧板，所述環(huán)形彈簧板上均勻設有四個通孔，四根固定桿分別套設入四個通孔內，并通過螺母實現(xiàn)固定桿與環(huán)形彈簧板的固定連接。
[0008]更進一步的，所述工作臺為圓臺形工作臺，所述圓臺形工作臺的底部嵌入環(huán)形彈簧板的中部圓環(huán)內，所述圓臺形工作臺的臺面焊接在環(huán)形彈簧板的表面。圓臺形工作臺在環(huán)形彈簧板支撐下處于平衡狀態(tài)。
[0009]進一步的，所述工作臺為圓臺形工作臺，所述收集板為圓形收集板，所述圓形收集板周邊通過一圓環(huán)形夾具與圓形工作臺實現(xiàn)固定連接。
[0010]進一步的，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、吸收振動使得激振器振動能量在傳遞給筒體的過程中衰減，保持了化學氣相沉積裝置的整體穩(wěn)定。
[0011]進一步的，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關及加熱功率，所述激振信號控制線路與激振器電性連接，用于控制激振器的開關及激振頻率。
[0012]本實用新型通過采用上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點:
[0013]本實用新型的低壓化學氣相沉積裝置，通過設計振動時效裝置，即采用激振器的輸出桿經一傳輸桿伸入真空腔體內與工作臺固定連接，激振器振動能量經傳輸桿傳給沉積的薄膜，實現(xiàn)在薄膜沉積過程中通過振動時效去除薄膜殘余應力，實現(xiàn)在薄膜沉積過程中對沉積薄膜的殘余應力在線進行去除，制備出低應力薄膜。整個裝置能夠達到低能耗、低耗時、低應力的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的實施例的剖視示意圖。
[0015]圖2是本實用新型的實施例的工作臺、收集板和圓環(huán)形夾具裝配結構剖視圖。
[0016]圖3是本實用新型的實施例的工作臺立體示意圖。
[0017]圖4是本實用新型的實施例的圓環(huán)形夾具立體示意圖。
[0018]圖5是本實用新型的實施例的進氣法蘭立體示意圖。

【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0020]作為一個具體的實施例，如圖1至圖5所示，本實用新型的一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置，包括由上端蓋3、進氣法蘭6、筒體7、排氣法蘭22和下端蓋16構成的真空腔體23，所述上端蓋3與進氣法蘭6頂部密封連接，所述進氣法蘭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周圍套設有加熱架10，所述加熱架10內設有加熱絲9，所述上端蓋3上通過進氣管路2與一供氣裝置I連通，所述排氣法蘭22通過抽氣管19與一機械泵17連通，所述機械泵17上還設有排氣管18，
[0021]所述真空腔體23內豎直設有四根固定桿8，四根固定桿8均勻圍成一圓形排列，每一固定桿8頂部通過一滑銷5與進氣法蘭6滑動配合連接，所述滑銷5穿過所述進氣法蘭6，并通過螺母4與進氣法蘭6固定連接，每一固定桿8底部通過一固定銷21與排氣法蘭22固定(螺紋配合)連接，所述固定銷21穿過所述排氣法蘭22，并通過螺母與排氣法蘭22螺紋配合固定連接。上述結構保證固定桿8在安裝過程中方便性和在真空腔體23內的固定位置。所述固定桿8上水平設有一彈簧板25，所述彈簧板25為環(huán)形彈簧板25，所述環(huán)形彈簧板25上均勻設有四個通孔，四根固定桿8分別套設入四個通孔內，并通過螺母26實現(xiàn)固定桿8與環(huán)形彈簧板25的固定連接。所述彈簧板25上設有一工作臺24，所述工作臺24為圓臺形工作臺24，所述圓臺形工作臺24的底部嵌入環(huán)形彈簧板25的中部圓環(huán)內，所述圓臺形工作臺24的臺面焊接在環(huán)形彈簧板25的表面。圓臺形工作臺24在環(huán)形彈簧板25支撐下處于平衡狀態(tài)。所述工作臺24上設有一收集板28，所述收集板28為圓形收集板28，所述圓形收集板28周邊通過一圓環(huán)形夾具27與圓形工作臺24實現(xiàn)緊貼固定連接。所述工作臺24底部連接設有一連接孔29，所述下端蓋16下方設有一激振器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24底部的連接孔29內，并通過螺母14分別與下端蓋16和工作臺24固定連接。
[0022]本實施例中，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、吸收振動使得激振器振動能量在傳遞給筒體7的過程中衰減，保持了化學氣相沉積裝置的整體穩(wěn)定。
[0023]為了達到最好的薄膜沉積效果，上述上端蓋3、進氣法蘭6、筒體7、排氣法蘭22、波紋管20、下端蓋16、工作臺24、收集板28和傳輸桿31均為同軸設置。保證沉積的均勻性和整個裝置的對稱性。
[0024]本實施例中，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的開關及加熱功率，所述激振信號控制線路13與激振器電性連接，用于控制激振器的開關及激振頻率。
[0025]本實用新型的工作原理為:
[0026]真空腔體23內真空環(huán)境的獲得，關閉供氣裝置1，打開機械泵17，對真空腔體23抽真空至反應所需真空環(huán)境，在沉積薄膜階段，打開供氣裝置I，對真空腔體23充入反應氣體，反應后的氣體經機械泵17通過抽氣管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，加熱架10緊裹在筒體7的外圍，加熱絲9由控制器12通過加熱線路11進行功率的控制，在加熱階段，控制器12通過加熱控制線路11對加熱絲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熱量的流失與補充熱量相平衡。
[0028]真空泵17對真空腔體23抽真空，控制器12通過加熱控制線路11將電能輸送給加熱絲9，對加熱絲9加熱功率進行控制，保持真空腔23穩(wěn)定的薄膜沉積溫度，真空腔23溫度、真空度達到薄膜沉積的要求時，供氣裝置I打開，反應氣體經進氣管路2進入到真空腔體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通過激振信號控制線路13將激勵信號傳輸給激振器15，激振器15將電能轉換成機械能，其振動頻率與控制器12輸入信號具有相同的頻率，激振器15的振動能量通過傳輸桿31傳輸給工作臺裝置24，形成對所收集薄膜的振動時效，從而對所沉積的薄膜直接進行殘余應力消除，實現(xiàn)在薄膜沉積過程中對薄膜殘余應力消除的目的，采用波紋管20對激振器15振動能量進行衰減，實現(xiàn)薄膜沉積裝置的整體穩(wěn)定。
[0029]盡管結合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內，在形式上和細節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置，其特征在于:包括由上端蓋、進氣法蘭、筒體、排氣法蘭和下端蓋構成的真空腔體，所述上端蓋與進氣法蘭頂部密封連接，所述進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，所述筒體周圍套設有加熱架，所述加熱架內設有加熱絲，所述上端蓋上通過進氣管路與一供氣裝置連通，所述排氣法蘭通過抽氣管與一機械泵連通，所述機械泵上還設有排氣管，所述真空腔體內豎直設有多根固定桿，所述固定桿上水平設有一彈簧板，所述彈簧板上設有一工作臺，所述工作臺上設有一收集板，所述工作臺底部連接設有一連接孔，所述下端蓋下方設有一激振器，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底部的連接孔內，并分別與下端蓋和工作臺固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置，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一滑銷與進氣法蘭滑動配合連接，每一固定桿底部通過一固定銷與排氣法蘭固定連接，所述滑銷穿過所述進氣法蘭，并通過螺母與進氣法蘭固定連接，所述固定銷穿過所述排氣法蘭，并通過螺母與排氣法蘭固定連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置，其特征在于:所述彈簧板為環(huán)形彈簧板，所述環(huán)形彈簧板上均勻設有四個通孔，四根固定桿分別套設入四個通孔內，并通過螺母實現(xiàn)固定桿與環(huán)形彈簧板的固定連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置，其特征在于:所述工作臺為圓臺形工作臺，所述圓臺形工作臺的底部嵌入環(huán)形彈簧板的中部圓環(huán)內，所述圓臺形工作臺的臺面焊接在環(huán)形彈簧板的表面，圓臺形工作臺在環(huán)形彈簧板支撐下處于平衡狀--τ O
5.根據(jù)權利要求1所述的一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置，其特征在于:所述工作臺為圓臺形工作臺，所述收集板為圓形收集板，所述圓形收集板周邊通過一圓環(huán)形夾具與圓形工作臺實現(xiàn)固定連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置，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)權利要求1所述的一種附加振動低壓化學氣相沉積裝置，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關及加熱功率，所述激振信號控制線路與激振器電性連接，用于控制激振器的開關及激振頻率。
【文檔編號】C23C16/44GK204251706SQ201420654602
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權日: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 申請人:廈門大學