CN104178750A - 一种悬挂式加热*** - Google Patents

一种悬挂式加热*** Download PDF

Info

Publication number
CN104178750A
CN104178750A CN201310189320.1A CN201310189320A CN104178750A CN 104178750 A CN104178750 A CN 104178750A CN 201310189320 A CN201310189320 A CN 201310189320A CN 104178750 A CN104178750 A CN 104178750A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating
film
suspension
heating system
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310189320.1A
Other languages
English (en)
Inventor
董国材
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou into a new Mstar Technology Ltd
Original Assignee
JIANGNAN GRAPHENE RESEARCH INSTITUTE
Changzhou Tan Wei Nanosecond Science And Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGNAN GRAPHENE RESEARCH INSTITUTE, Changzhou Tan Wei Nanosecond Science And Technology Co Ltd filed Critical JIANGNAN GRAPHENE RESEARCH INSTITUTE
Priority to CN201310189320.1A priority Critical patent/CN104178750A/zh
Publication of CN104178750A publication Critical patent/CN104178750A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明属于高纯度材料加热处理技术领域，尤其适用于薄膜生长的加热***。本发明提供一种可将样品悬挂加热的加热***或者类似装置，该***具有加热温度高、加热均匀、成膜均匀质量高的特点。本发明涉及的加热***主要包括加热部件、隔热部件以及悬挂夹持部件。利用该***可以对样品进行悬挂加热，可最大程度的释放由于高温膨胀引发的形变，有利于生长出高质量的薄膜材料。

Description

一种悬挂式加热***
技术领域
本发明涉及高纯度材料加热处理用腔室，尤其适用于薄膜生长的衬底加热腔室以及类似装置。
背景技术
现代科学和技术需要使用大量功能各异的无机新材料或薄膜材料，这些功能材料必须是高纯的，或者是在高纯材料中有意地掺入某种杂质形成的掺杂材料。为了得到这些高纯度的产品，工艺界也发明了很多制备方法。其中，化学气相淀积（CVD）是近几十年发展起来的制备高纯度材料的新技术。化学气相沉积法大多要求衬底具备一定的温度，部分材料的制备甚至要求衬底温度达到800°以上。因此加热腔室成为此类设备中的一个重要组成成分。
目前来讲，反应器内加热方式可分成以下四类： 
1. 热阻丝加热方式 
2. 射频(RF)感应加热方式 
3. 等离子增强(Plasma)加热方式 
4. 光能加热方式
其中，射频感应加热方式在反应器內裝红外线、紫外线加热灯管来引入热源，将只会对衬底或衬底的载具加热，而不会对反应腔的炉壁加热，此类设计称作“冷壁反应器”(cold-wall reactors)。然而，在一些的冷壁反应器的***中，还是会发生炉壁被加热的情形，所以就必须借助冷却炉壁(通入冷却循环水)的方式来降低或避免在炉壁上反应或沉积薄膜。反应炉管的几何形状由反应压力和热源供应方式严格限制著，成为影响产量的一个重要因素。等离子增强加热方式又由于其镀膜时热稳定性的问题无法大量生产。光能加热方式虽然使沉积薄膜在极低的温度下进行，但是它也受到低温沉积薄膜所帶来的低密度及分子污染的困扰。
所以，目前主流的CVD加热方式依然是热阻丝加热方式。热阻丝加热是一种在反应腔室中可控性较强和性价比较高的加热方式。实际使用中，热阻丝主要采用三区加热加热板的方式，加热板的温度均匀性受到一定的限制，进而导致镀膜不均匀，影响成品质量。因此，如何对衬底进行持续均匀的加热是生产中急需解决的核心问题。
发明内容
针对以上提到的问题，提出本发明。
本发明的内容是提供一种可将样品悬挂加热的加热腔室、尤其是薄膜生长的衬底加热***的构造方案，具有加热温度高、加热均匀、成膜均匀质量高的特点。
本发明涉及的加热***，参考说明书附图1，主要包括加热部件（1-3）、隔热部件（4-6）以及悬挂夹持部件（7-9）。
其中上述所述的加热部件又包含：被加热样品（1），即薄膜生长的衬底，如金属铜或氮化硅等等；加热板（2）采用耐高温的钼等材料；发热热阻（3）不采用常规的加热丝，而采用钨片或钼片，以最大程度的提高加热均匀性；被加热样品（1）、加热板（2）、发热热阻（3）三者紧密贴合。加热部件至少还要包含三组导线、多组温度控制器件。
上述的隔热部件包括三层桶状隔热板（4-6），其中两层（4、5）采用钼等耐高温材料，最外层（6）可采用不锈钢材料以最大程度降低成本。
悬挂夹持器件包括：至少三组弹簧装置（7）对加热样品（1）进行支撑，使用悬挂支撑架（8）将加热样品（1）、加热板（2）、发热热阻（3）进行悬挂放置，悬挂放置方法可最大程度的释放由于高温膨胀引发的形变；固定装置（9）用于支撑整个加热腔体，并将其固定于法兰板之上；或许还需要可用于将加热腔体连接在外部设备的固定支架。
本发明的主要优势在于：
1.    利用本发明的加热***的设计方案，可以将样品悬挂加热；
2.    本发明涉及的加热部件又包含加热样品、加热板、发热热阻，三者紧密贴合，通过悬挂放置方法，可最大程度的释放由于高温膨胀引发的形变，有利于生长出高质量的薄膜材料；
3.    本发明涉及的发热热阻不采用常规的加热丝，而采用钨片或钼片，以最大程度的提高加热均匀性；
4.    本发明涉及的隔热部件包括三层桶状隔热板，逐层隔绝外界与加热热阻的热能交换，使热能达到最大利用。
 
附图说明：
图1. 本发明涉及的加热***的结构示意图，其中：加热样品（1）、加热板（2）、发热热阻（3）、三层隔热板（4-6）、弹簧支撑装置（7）、悬挂支撑架（8）、固定装置（9）。
图2. 本发明涉及的加热***的平面示意图，其中：加热样品（1）、加热板以及发热热阻（2）、三层隔热板（3-5）。
图3. 可使用本发明加热装置的CVD薄膜生长原理示意图，其中：加热***（1），加热***电源（2），加热***悬挂装置（3），反应气体质量流量器（4）。
具体实施方式：
下面结合说明书附图3详细说明本发明。
一种CVD薄膜生长***，包含：加热***（1），加热***电源（2），加热***悬挂装置（3），以及反应气体质量流量器（4）。
加热***（1）又包含加热样品、加热板、发热热阻三部分。其中被加热样品即薄膜生长衬底，例如Cu等；加热板采用耐高温的钼等材料；发热热阻不采用常规的加热丝，而采用钨片或钼片，以最大程度的提高加热均匀性；被加热样品、加热板、发热热阻三者紧密贴合。加热部件至少还要包含三组导线、多组温度控制器件。
加热***（1）通过电源（2）进行升温，将加热板升温至把薄膜生长所需的温度。
加热***（1）通过悬挂装置（3）悬挂固定在法兰板上，悬挂装置既可以最大程度的释放由于高温膨胀引发的形变，又可有效降低外部的震动对***造成影响。
使用本发明加热装置可将衬底加热至2000℃，并使衬底均匀受热，不易产生形变，可生长出高质量、均匀的薄膜材料。

Claims (7)

1.一种高纯度材料加热处理用腔室、尤其适用于薄膜生长的衬底加热***的构造方案，具有加热温度高、加热均匀、成膜均匀质量高的特点，其特征在于：采用将样品悬挂放置的方法，可最大程度的释放由于高温膨胀引发的形变，有利于生长出高质量的薄膜材料。
2.根据权利要求1所述的加热***，其特征在于：至少包含加热部件、隔热部件、以及悬挂夹持部件。
3.根据权利要求2所述的加热部件又进一步包含：被加热样品、加热板、以及发热热阻；被加热样品、加热板、发热热阻三者紧密贴合；加热部件至少还包含三组导线、以及多组温度控制器件。
4.根据权利要求2所述的隔热部件又进一步包括：至少三层桶状隔热板，其中内两层采用耐高温材料钼，最外层可采用不锈钢材料以最大程度降低成本。
5.根据权利要求2所述的悬挂夹持器件又进一步包括：至少三组弹簧装置对加热样品进行支撑；一组悬挂支撑架将加热部件悬挂放置；一组固定装置用于支撑整个加热腔体，并将其固定于法兰板之上。
6.根据权利要求3所述的被加热样品，即即薄膜生长的衬底，其特征在于：任何可用于薄膜生长的衬底，此类衬底包含：铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、钴(Co)、铁(Fe)、铂(Pt)、金(Au)、铬(Cr)、镁(Mg)、锰(Mn)、钼(Mo)、钌(Rh)、钽(Ta)、钛(Ti)、铑（Rh）、钨(W)、硅（Si）、碳化硅（SiC）中的一种或任意两种以上的组合。
7.根据权利要求3所述的发热热阻，其特征在于：不采用常规的加热丝，而采用钨片或钼片，以最大程度的提高加热均匀性。
CN201310189320.1A 2013-05-21 2013-05-21 一种悬挂式加热*** Pending CN104178750A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310189320.1A CN104178750A (zh) 2013-05-21 2013-05-21 一种悬挂式加热***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310189320.1A CN104178750A (zh) 2013-05-21 2013-05-21 一种悬挂式加热***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104178750A true CN104178750A (zh) 2014-12-03

Family

ID=51960087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310189320.1A Pending CN104178750A (zh) 2013-05-21 2013-05-21 一种悬挂式加热***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104178750A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86105600A (zh) * 1985-07-25 1987-02-04 日电阿尼尔瓦株式会社 真空化学反应设备
CN1793413A (zh) * 2005-12-19 2006-06-28 广东工业大学 一种马氏体不锈钢活塞环的着色方法
CN101654769A (zh) * 2009-08-26 2010-02-24 杭州泛亚水暖器材有限公司 一种真空离子镀膜方法
CN101849032A (zh) * 2007-11-05 2010-09-29 株式会社爱发科 蒸镀源、有机el元件的制造装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86105600A (zh) * 1985-07-25 1987-02-04 日电阿尼尔瓦株式会社 真空化学反应设备
CN1793413A (zh) * 2005-12-19 2006-06-28 广东工业大学 一种马氏体不锈钢活塞环的着色方法
CN101849032A (zh) * 2007-11-05 2010-09-29 株式会社爱发科 蒸镀源、有机el元件的制造装置
CN101654769A (zh) * 2009-08-26 2010-02-24 杭州泛亚水暖器材有限公司 一种真空离子镀膜方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2643495B1 (en) Thermal gradient enhanced chemical vapour deposition (tge-cvd)
CN102849733A (zh) 双温区控制低温直接制备石墨烯的方法及双温区管式炉
CN108977795B (zh) 一种电耦合化学气相沉积法制备碳化硅涂层的装置和方法
CN103449428B (zh) 一种石墨烯生长装置及其生长石墨烯的方法
CN103569998B (zh) 碳纳米管制备装置及方法
CN102703966A (zh) 一种籽晶温度梯度方法生长碳化硅单晶的装置
CN110331439A (zh) 一种用于碳化硅外延的加热装置
CN207716869U (zh) 一种卧式冶炼真空炉装置
CN104495814B (zh) 一种插层式制备石墨烯的方法
CN101323947A (zh) 一种局部加热化学气相沉积装置及方法
CN201670873U (zh) 一种用于mocvd的基片加热炉
CN106517163B (zh) 一种用于cvd法制备石墨烯的冷壁炉及连续生产方法
CN104178750A (zh) 一种悬挂式加热***
CN203922732U (zh) 一种石英管管堵
CN102154683A (zh) 金属发热体结构单多晶定向凝固***
CN212609576U (zh) 一种基板式碳纳米管制备设备
CN104514034A (zh) 用于碳化硅生长的高温装置及方法
CN203200177U (zh) 碳／碳复合材料坩埚窄流感应耦合cvd 致密化工装及化学气相沉积炉
CN111661837B (zh) 一种基板式碳纳米管制备设备
CN205687571U (zh) 一种带内冷却***的多晶硅还原炉
CN106498129B (zh) 一种电磁真空退火炉
CN103993292B (zh) 一种碳碳复合材料快速制备方法及装置
CN209144262U (zh) 双面加热装置
CN209456565U (zh) 一种真空箱体抽气口加热装置
CN206591177U (zh) 多工位石墨烯快速生长设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: CHANGZHOU GUOCHENG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO., LT

Free format text: FORMER OWNER: JIANGNAN GRAPHENE RESEARCH INSTITUTE

Effective date: 20150908

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20150908

Address after: 213149 No. 6 Xiangyun Road, Wujin Economic Development Zone, Jiangsu, Changzhou

Applicant after: Changzhou Tan Wei nanosecond science and technology company limited

Applicant after: Changzhou into a new Mstar Technology Ltd

Address before: 213149 No. 6 Xiangyun Road, Wujin Economic Development Zone, Jiangsu, Changzhou

Applicant before: Changzhou Tan Wei nanosecond science and technology company limited

Applicant before: JiangNan Graphene Research Institute

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20160505

Address after: West Taihu science and Technology Industrial Park Road, Wujin District 213000 auspicious clouds in Jiangsu province Changzhou City No. 6

Applicant after: Changzhou into a new Mstar Technology Ltd

Address before: 213149 No. 6 Xiangyun Road, Wujin Economic Development Zone, Jiangsu, Changzhou

Applicant before: Changzhou Tan Wei nanosecond science and technology company limited

Applicant before: Changzhou into a new Mstar Technology Ltd

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141203