一種一體式可旋轉(zhuǎn)氣相沉積基片加熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種一體式可旋轉(zhuǎn)氣相沉積基片加熱裝置，屬于氣相沉積薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在氣相沉積薄膜制備過程中，基片或者工件在鍍膜前和鍍膜過程中往往需要加熱到幾百甚至上千攝氏度，為薄膜的生長提供足夠高的溫度，以保證原子、分子等氣相粒子到達(dá)基片或者工件表面后進(jìn)行充分的擴(kuò)散，獲得均勻結(jié)晶的熱力學(xué)平衡相，這就要求加熱裝置必須使得基片或者工件達(dá)到需要的薄膜生長溫度，且基片或工件表面溫度均勻。在物理氣相沉積薄膜生長過程中，比如脈沖激光燒蝕靶材形成羽輝，磁控濺射通過氬離子轟擊靶材濺射出的靶材粒子，以及真空蒸鍍產(chǎn)生的氣相物質(zhì)，這些將要沉積在基片表面的顆粒在空間分布都存在一個范圍，且粒子分布不均，必須使基片或者工件旋轉(zhuǎn)起來，盡量消除這種空間分布的不均。
[0003]因此，為了滿足上述兩點(diǎn)獲得均勻薄膜的生長條件，氣相沉積設(shè)備的加熱裝置在給基片加熱的同時還要保證基片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0004]目前現(xiàn)有設(shè)備中普遍采用的技術(shù)之一是使用鎳鉻電熱絲產(chǎn)生熱量，通過輻射將熱量傳遞給前方的不銹鋼加熱板，加熱板再將熱量傳導(dǎo)給附著在它表面的基片，加熱板通過電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)(文獻(xiàn)1，一種用于制備大面積薄膜的自動旋轉(zhuǎn)加熱裝置，專利號:01218242.7 ;文獻(xiàn)2，一種真空鍍膜的加熱基片架，專利號:200820010150 ;文獻(xiàn)3，一種磁控濺射均勻加熱裝置，專利號:201120382641.X ;文獻(xiàn)4，一種用于MOCVD的基片加熱爐，專利號:201020175315.7)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于:一、測溫不準(zhǔn)確，鎳鉻電熱絲表面附近與加熱板表面存在200攝氏度左右的溫差，熱電偶測溫探頭只檢測電熱絲附近的溫度，反饋給控溫表控溫，而加熱板以及基片的實際溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熱電偶檢測到的溫度；二、溫度上限不高，因為電熱絲在高溫環(huán)境中使用，表面會形成保護(hù)性氧化膜，氧化膜存在一段時間后又會發(fā)生老化，形成不斷生成和被破壞的循環(huán)過程，這個過程也就是電爐絲內(nèi)部元素不斷消耗的過程，溫度越高壽命越短，為了保證薄膜生長過程中不出現(xiàn)電熱絲突然燒斷的意外，往往不敢在高溫使用；三、成為污染源，由于電熱絲含有鉻元素，表面形成的鉻的氧化物在高溫下穩(wěn)定性差，容易分解和揮發(fā)，不僅對薄膜的生長環(huán)境構(gòu)成污染，還可能在低氧分壓下形成六價鉻氧化物CrO3，對人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
[0006]對薄膜生長溫度和環(huán)境要求較高的物理氣相沉積高端設(shè)備，其加熱裝置在現(xiàn)有基礎(chǔ)上做出改進(jìn)，將鎳鉻電熱絲換成鉑金電熱絲，提高了溫度上限，消除了污染源，但大大增加了設(shè)備成本，而且使用中電熱絲與基片之間的溫差依然很大，過高的電熱絲溫度不僅浪費(fèi)了很多熱量，而且對真空室內(nèi)其它部件的高溫強(qiáng)度提出更高要求，沒有從根本上解決問題。只有消除了發(fā)熱體與基片之間的巨大溫差，才能從根本上解決問題，達(dá)到節(jié)能、低成本、無污染且保證均勻優(yōu)質(zhì)薄膜的高溫生長條件的目的?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0007]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種一體式可旋轉(zhuǎn)氣相沉積基片加熱裝置，既消除了發(fā)熱體與基片之間的巨大溫差，又同時不影響基片的旋轉(zhuǎn)。
[0008]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的一種一體式可旋轉(zhuǎn)氣相沉積基片加熱裝置，包括電機(jī)、與電機(jī)連接的磁耦合轉(zhuǎn)軸，所述磁耦合轉(zhuǎn)軸固定在法蘭盲板上，磁耦合轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動帶動同軸連接的齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪與旋轉(zhuǎn)軸嚙合，從而帶動旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，導(dǎo)電環(huán)和一體式加熱板安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，一體式加熱板上安放了基片，法蘭盲板上安裝了電刷，電刷與供電電纜連接，電刷通過按壓在導(dǎo)電環(huán)上為一體式加熱板提供電源。
[0009]作為優(yōu)選，所述一體式加熱板包含鋼管，鋼管的一端與鋼板連接，鋼板上安裝有凸起，凸起安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，鋼管的另一端焊接有鎳片，鎳片與鋼板之間形成空腔，空腔內(nèi)安裝有礦物絕緣鎧裝發(fā)熱電纜，發(fā)熱電纜四周填充有鎳粉。
[0010]作為優(yōu)選，所述一體式加熱板包含鋼管，鋼管的一端與鋼板連接，鋼板上安裝有凸起，凸起安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，鋼管的另一端焊接有鎳片，鎳片與鋼板之間形成空腔，空腔內(nèi)安裝有剛玉護(hù)盤，剛玉護(hù)盤內(nèi)設(shè)有鐵鉻鋁電熱絲，鐵鉻鋁電熱絲四周填充有導(dǎo)熱絕緣陶瓷粉。
[0011]有益效果:本實用新型的一體式可旋轉(zhuǎn)氣相沉積基片加熱裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]一、由于降低了基片與發(fā)熱體間的溫差，發(fā)熱體只需要升溫到基本與薄膜生長條件一致的溫度就能滿足薄膜的生長需要，降低了不必要的能耗，溫差的消除同時還提高了測溫的準(zhǔn)確性，有利于對薄膜標(biāo)準(zhǔn)生長溫度的準(zhǔn)確限定與精確控制；
[0013]二、不存在鎳鉻電熱絲在高溫下?lián)]發(fā)污染物的問題，提高了薄膜生長環(huán)境的潔凈度，降低了對人體健康的威脅；
[0014]三、在滿足薄膜生長溫度條件的同時實現(xiàn)基片的旋轉(zhuǎn)，特別適合于生長高熔點(diǎn)、大面積、高品質(zhì)的陶瓷外延薄膜；
[0015]四、不需要采用鉑金電熱絲等昂貴部件，有效控制了設(shè)備成本。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1中一體式加熱板的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為圖1中一體式加熱板的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0020]實施例1
[0021]如圖1和圖2所示，本實用新型的一種一體式可旋轉(zhuǎn)氣相沉積基片加熱裝置，包括電機(jī)1、與電機(jī)I連接的磁耦合轉(zhuǎn)軸3，所述磁耦合轉(zhuǎn)軸3固定在法蘭盲板2上，磁耦合轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動帶動同軸連接的齒輪4轉(zhuǎn)動，齒輪4與旋轉(zhuǎn)軸5嚙合，從而帶動旋轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動，導(dǎo)電環(huán)6和一體式加熱板7安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上，一體式加熱板7上安放了基片10，法蘭盲板2上安裝了電刷9，電刷9與供電電纜8連接，電刷9通過按壓在導(dǎo)電環(huán)6上為一體式加熱板7提供電源。一體式加熱板7包含鋼管11，鋼管11的一端與鋼板13連接，鋼板13上安裝有凸起，凸起安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上，鋼