本發(fā)明涉及一種熱絲化學(xué)氣相沉積爐進(jìn)出氣氣路裝置及方法，屬于熱絲化學(xué)氣相沉積技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

上世紀(jì)80年代初，歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家掀起了化學(xué)氣相沉積合成金剛石膜新材料的研究，到90年代，從理論上基本上摸清了化學(xué)氣相沉積金剛石膜的生長(zhǎng)機(jī)制，進(jìn)入21世紀(jì)，無(wú)論從沉積技術(shù)，加工技術(shù)還是應(yīng)用方面都取得了極大的進(jìn)展。這期間，人們開發(fā)了熱絲CVD法，直流等離子CVD法，射頻等離子CVD法，微波等離子CVD法，直流電弧等離子CVD法，火焰燃燒CVD法，甚至激光CVD法等，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，就其產(chǎn)業(yè)化規(guī)模和影響力來(lái)講，微波CVD和熱絲CVD為主要應(yīng)用技術(shù),與微波相比，熱絲化學(xué)氣相沉積金剛石薄膜技術(shù)成本較低，設(shè)備簡(jiǎn)單，易于大面積生長(zhǎng)，目前直徑和厚度已達(dá)300mm和2mm以上，該方法在涂層方面也取得了很好的成績(jī)。

影響金剛石薄膜生長(zhǎng)質(zhì)量的因素很多，其中包括了沉積腔室中反應(yīng)氣體的分布和流動(dòng)。以往采取的管式進(jìn)出氣方式，容易造成氣流分布不均勻，布置在熱絲架上方的氣管還容易有沉積物產(chǎn)生并掉落粉塵、顆粒狀雜質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種熱絲化學(xué)氣相沉積爐進(jìn)出氣氣路裝置及方法。

一種熱絲化學(xué)氣相沉積爐進(jìn)出氣氣路裝置，圓柱形腔體的上側(cè)頂角部位沿45度角焊接進(jìn)氣擋板，進(jìn)氣擋板與腔室頂角部形成一個(gè)密閉的進(jìn)氣室，氣擋板分布有進(jìn)氣孔，進(jìn)氣室連接進(jìn)氣口，圓柱形腔體的真空腔室內(nèi)的底部連接電極柱、抽氣室，抽氣室連接升降主軸和抽氣口，升降主軸連接基片臺(tái)，電極柱連接熱絲，抽氣室有抽氣室壁，抽氣室與升降主軸之間有間縫隙。

氣擋板上沿中間水平方向均勻地鉆幾十個(gè)小孔作為進(jìn)氣孔；進(jìn)氣孔的數(shù)量大于2。

進(jìn)氣室為進(jìn)氣管道，進(jìn)氣管道安裝在圓柱形腔體的頂部，進(jìn)氣管道上分布有進(jìn)氣孔，進(jìn)氣孔的數(shù)量大于2，進(jìn)氣口連接進(jìn)氣管道。

進(jìn)氣孔包括第一進(jìn)氣孔和第二進(jìn)氣孔。

在沉積腔室底部，電極柱和升降主軸之間焊接一個(gè)金屬罩作為抽氣室壁，在抽氣室壁下面的沉積腔室底部上開口作為抽氣口，抽氣室壁與沉積腔室底部形成抽氣室，抽氣室與升降主軸的間縫隙就成為了一個(gè)均勻出氣的抽氣通道。

一種熱絲化學(xué)氣相沉積爐進(jìn)出氣氣路方法，含有以下步驟；

在化學(xué)氣相沉積爐腔室中安裝進(jìn)氣室和抽氣室作為緩沖，從進(jìn)氣室上均勻分布的進(jìn)氣孔進(jìn)氣，從抽氣室與升降主軸間縫隙出氣；

在腔室頂角部位沿45度角焊接一塊金屬板作為進(jìn)氣擋板，形成一個(gè)環(huán)狀的進(jìn)氣室；

在沉積腔室底部、電極柱和升降主軸之間焊接一個(gè)抽氣罩，抽氣罩與沉積腔室底部、升降主軸之間形成的空間；

在進(jìn)氣室擋板上沿中間水平方向均勻地鉆的幾十個(gè)小孔作為進(jìn)氣孔；

還包括如下步驟；

在腔室外壁上開口作為外部進(jìn)氣口，在進(jìn)氣擋板上沿中間水平方向均勻地鉆幾十個(gè)小孔作為進(jìn)氣孔；

在沉積腔室底部，電極柱和升降主軸之間焊接一個(gè)金屬罩作為抽氣室壁，在抽氣室壁下面的沉積腔室底部上開口作為抽氣口，抽氣室壁與沉積腔室底部形成抽氣室，抽氣室與升降主軸間縫隙就成為了一個(gè)均勻出氣的抽氣通道。

外部氣體首先通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入腔室上部的進(jìn)氣室，緩沖后通過(guò)幾十個(gè)進(jìn)氣孔流動(dòng)到熱絲上方，最后從抽氣室與升降主軸間縫隙進(jìn)入抽氣室，緩沖后從抽氣口被抽到沉積腔室外。

進(jìn)氣室和抽氣室體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)氣孔和抽氣縫，從而使進(jìn)氣和出氣非常均勻。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以解決熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備沉積腔室中反應(yīng)氣體分布不均勻的問(wèn)題，同時(shí)也不易產(chǎn)生粉塵、顆粒掉落到沉積基體表面。進(jìn)氣孔和進(jìn)氣室尺寸相比很小，氣流先在進(jìn)氣室充滿，再有氣孔溢出，可保證每個(gè)進(jìn)氣孔的流量大致相當(dāng)。同樣，下部的抽氣室比抽氣縫隙大得多，也可以確保抽氣均勻。上部的進(jìn)氣室由于和水冷壁焊接在一起，冷卻相對(duì)氣管要好很多，不易在上形成沉積物，也就不會(huì)掉落到生長(zhǎng)基體表面。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，如圖其中：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本發(fā)明的說(shuō)明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無(wú)線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的任一單元和全部組合。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。

為便于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個(gè)具體實(shí)施例為例做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明，且各個(gè)實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。

實(shí)施例1：如圖1所示，一種熱絲化學(xué)氣相沉積爐進(jìn)出氣氣路裝置，圓柱形腔體16的上側(cè)頂角部位沿45度角焊接進(jìn)氣擋板2，進(jìn)氣擋板2與腔室頂角部形成一個(gè)密閉的進(jìn)氣室12，氣擋板2分布有進(jìn)氣孔，進(jìn)氣孔包括第一進(jìn)氣孔3和第二進(jìn)氣孔15，進(jìn)氣室12連接進(jìn)氣口4，圓柱形腔體16的真空腔室1內(nèi)的底部連接電極柱6、抽氣室13，抽氣室13連接升降主軸9和抽氣口11，升降主軸9連接基片臺(tái)8，電極柱6連接熱絲5，抽氣室13有抽氣室壁7，抽氣室13與升降主軸9之間有間縫隙10。

進(jìn)氣室12為進(jìn)氣管道，進(jìn)氣管道安裝在圓柱形腔體16的頂部，進(jìn)氣管道上分布有大于2的N個(gè)進(jìn)氣孔(N為整數(shù))，進(jìn)氣口4連接進(jìn)氣管道；

氣擋板2上沿中間水平方向均勻地鉆幾十個(gè)小孔作為進(jìn)氣孔；進(jìn)氣孔的數(shù)量大于2，

在沉積腔室底部，電極柱6和升降主軸9之間焊接一個(gè)金屬罩作為抽氣室壁7，在抽氣室壁7下面的沉積腔室底部上開口作為抽氣口11，抽氣室壁7與沉積腔室底部形成抽氣室13，抽氣室13與升降主軸9的間縫隙10就成為了一個(gè)均勻出氣的抽氣通道。

至此整個(gè)進(jìn)出氣氣路就完成了：外部氣體首先通過(guò)進(jìn)氣口4進(jìn)入腔室上部的第一進(jìn)氣室12，緩沖后通過(guò)幾十個(gè)進(jìn)氣孔流動(dòng)到熱絲5上方，最后從間縫隙10進(jìn)入抽氣室13，緩沖后從抽氣口11被抽到沉積腔室外。

實(shí)施例2：如圖1所示，一種熱絲化學(xué)氣相沉積爐進(jìn)出氣氣路方法，含有以下步驟；

在化學(xué)氣相沉積爐腔室中安裝進(jìn)氣室和抽氣室作為緩沖，從進(jìn)氣室上均勻分布的進(jìn)氣孔進(jìn)氣，從抽氣室與升降主軸間縫隙出氣；

在腔室頂角部位沿45度角焊接一塊金屬板作為進(jìn)氣擋板2，形成一個(gè)環(huán)狀的進(jìn)氣室；

在沉積腔室底部、電極柱6和升降主軸9之間焊接一個(gè)抽氣罩，抽氣罩與沉積腔室底部、升降主軸9之間形成的空間；

在進(jìn)氣室擋板上沿中間水平方向均勻地鉆的幾十個(gè)小孔作為進(jìn)氣孔；

還包括如下步驟；

熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備沉積腔室通常是圓柱形雙層水冷結(jié)構(gòu)，在腔室頂角部位沿45度角焊接一塊金屬板作為進(jìn)氣擋板2，形成一個(gè)密閉的進(jìn)氣室12，在腔室外壁上開口作為外部進(jìn)氣口4，在進(jìn)氣擋板2上沿中間水平方向均勻地鉆幾十個(gè)小孔作為進(jìn)氣孔；

在沉積腔室底部，電極柱6和升降主軸9之間焊接一個(gè)金屬罩作為抽氣室壁7，在抽氣室壁7下面的沉積腔室底部上開口作為抽氣口11，抽氣室壁7與沉積腔室底部形成抽氣室13，抽氣室與升降主軸間縫隙10就成為了一個(gè)均勻出氣的抽氣通道。

至此整個(gè)進(jìn)出氣氣路就完成了：外部氣體首先通過(guò)進(jìn)氣口4進(jìn)入腔室上部的進(jìn)氣室12，緩沖后通過(guò)幾十個(gè)進(jìn)氣孔流動(dòng)到熱絲5上方，最后從抽氣室與升降主軸間縫隙10進(jìn)入抽氣室13，緩沖后從抽氣口11被抽到沉積腔室外。

位于熱絲側(cè)上方的進(jìn)氣室由于與雙層水冷腔室是焊接連接，熱絲輻射的熱量很容易傳導(dǎo)出去，進(jìn)氣室壁上不容易產(chǎn)生粉塵等沉積物。而進(jìn)氣室和抽氣室體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)氣孔和抽氣縫，從而使進(jìn)氣和出氣非常均勻。

實(shí)施例3：本發(fā)明公開了一種熱絲化學(xué)氣相沉積爐進(jìn)出氣氣路。以往熱絲化學(xué)氣相沉積爐中采取的管式進(jìn)出氣方式，容易造成氣流分布不均勻，布置在熱絲架上方的氣路還容易有沉積物產(chǎn)生并掉落粉塵、顆粒狀雜質(zhì)。

為解決這些問(wèn)題，本發(fā)明采用腔室側(cè)上方隔離出一個(gè)進(jìn)氣室，以及在腔室下方制作一個(gè)抽氣室13作為緩沖。實(shí)施本發(fā)明，可以解決熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備沉積腔室中反應(yīng)氣體分布不均勻的問(wèn)題，同時(shí)也不易產(chǎn)生粉塵、顆粒掉落到沉積基體表面。

如上所述，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說(shuō)明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒(méi)有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。