化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，涉及碳化硅涂层制备技术领域。主要采用的技术方案为：化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置包括：腔体、支撑环、扰流体以及支撑部件；腔体的顶部设置有进气装置，腔体的底部设置有出气装置；支撑环的外侧壁与腔体的内壁连接，将腔体分割成中部连通的上腔体和下腔体；扰流体的一端设置在支撑环上，并沿支撑环到腔体顶部的方向设置，扰流体的数量大于等于三个；支撑部件设置在腔体的底部，用于支撑待沉积涂层的样品，并使样品位于下腔体中。本发明专利技术提供的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，能够在样品表面获得全沉积的碳化硅涂层。

Preparation of fully deposited SiC coating by chemical vapor deposition

The invention relates to a device for preparing fully deposited silicon carbide coating by chemical vapor deposition, and relates to the technical field of preparing silicon carbide coating. The main technical schemes adopted are as follows: the device for preparing fully deposited silicon carbide coating by chemical vapor deposition includes: cavity, supporting ring, disturbing fluid and supporting parts; the top of the cavity is provided with an air inlet device; the bottom of the cavity is provided with an air outlet device; the outer wall of the supporting ring is connected with the inner wall of the cavity, and the cavity is divided into middle parts One end of the disturbing fluid is arranged on the supporting ring and is arranged along the direction from the supporting ring to the top of the cavity. The number of disturbing fluid is greater than or equal to three. The supporting part is arranged at the bottom of the cavity to support the sample to be deposited and the sample is located in the lower cavity. The device for preparing fully deposited silicon carbide coating by chemical vapor deposition can obtain fully deposited silicon carbide coating on the sample surface.

【技术实现步骤摘要】
化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置
本专利技术涉及碳化硅涂层制备
，特别是涉及一种化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置。
技术介绍
碳化硅(SiC)材料具有许多优异的机械和物理化学性能,如高的比强度和比模量、低密度、耐高温、抗氧化、半导体特性等,因而在高温结构及微电子领域备受青睐，尤其在半导体生产过程中，具有碳化硅涂层的石墨板是重要的耗材。现有技术中，化学气相沉积(ChemicalVapourDeposition,CVD)是最适合制备高质量碳化硅涂层的一种工业化技术，具体的制备过程是从一个反应腔室的顶部注入气相沉积气体，使碳化硅沉积在位于腔室内的基体上，然后多余的气体从腔室的底部排出。但是，专利技术人在专利技术创造的过程中发现，现有技术存在如下技术缺陷：现有技术中的制备碳化硅涂层的装置未充分考虑反应腔室中气体流场的分布以及控制，气相沉积气体是从腔室顶部进入腔室内，气体会直接冲击待沉积碳化硅涂层的基体表面，然后从腔室的底部排出，此过程中气相沉积气体冲击基体表面后会直接弹开，然后直接从腔室底部的排气孔排出，导致沉积层失败，或者仅有少部分碳化硅能够沉积在基体的表面，沉积率非常低；另外，对较大尺寸的基体进行碳化硅涂层制备时，上述的缺陷会更加明显，无法实现全沉积，即无法在石墨基板的上下表面均沉积涂层，而当使用没有全沉积碳化硅涂层的石墨板作为生产半导体的耗材时，石墨板消耗的特别快，尤其是在氮化钾气氛中消耗的更快，进而导致半导体生产成本上升，严重时会导致半导体生产失败。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种新型结构的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，使其能够通过气相沉积的方式获得全沉积碳化硅涂层。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其包括：腔体，所述腔体的顶部设置有进气装置，所述腔体的底部设置有出气装置；其中，所述进气装置包括一端伸入所述腔体的第一进气管和第二进气管，且在靠近所述第一进气管的一端端部的侧壁上设置有第一出气口，在靠近所述第二进气管的一端端部的侧壁上设置有第二出气口，所述第一进气管的另一端与所述第二进气管的另一端均用于与气源连接；支撑环，所述支撑环的外侧壁与所述腔体的内壁连接，将所述腔体分割成中部连通的上腔体和下腔体；扰流体，所述扰流体的一端设置在所述支撑环上，并沿所述支撑环到腔体顶部的方向设置，所述扰流体的数量大于等于三个；支撑部件，所述支撑部件设置在所述腔体的底部，用于支撑待沉积涂层的样品，并使样品位于所述下腔体中。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其中所述腔体的顶部设置有用于安装所述第一进气管的第一安装孔，所述第一进气管垂直穿过所述第一安装孔伸入所述腔体中；所述腔体的顶部设置有用于安装所述第二进气管的第二安装孔，所述第二进气管垂直穿过所述第二安装孔伸入所述腔体中；其中，所述第一安装孔和第二安装孔采用偏心设计，分别设置在以所述腔体顶部中心为圆心的两个圆周上，且两个圆周直径相差50-100mm。优选的，前述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其中所述第一出气口的出口方向与所述第一安装孔中心和第二安装孔中心所在的直线呈80-100度夹角，所述第二出气口的出口方向与所述第一安装孔中心和第二安装孔中心所在的直线呈80-100度夹角，且所述第一出气口和所述第二出气口呈顺时针或逆时针的方式布置并出口方向相互平行。优选的，前述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其中所述第一出气口为长条孔，所述第一出气口的长边沿所述第一进气管的长度方向设置；所述第二出气口为长条孔，所述第二出气口的长边沿所述第二进气管的长度方向设置。优选的，前述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其中所述出气装置为带有排气孔的底板，所述排气孔的数量为多个，多个所述排气孔以所述底板的中心为圆心采用圆形阵列的方式分布在所述底板上；其中，相邻两个所述排气孔之间的距离为4-8mm，所述排气孔的直径为6-16mm，所述排气孔的最大阵列直径尺寸为所述腔体内径尺寸的40-60％。优选的，前述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其中所述支撑环的内径等于所述腔体内径的60-80％。优选的，前述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其中所述扰流体包括为第一长条形板体和第二长条形板体；所述第一长条形板体的一长侧边与所述第二长条形板体的一长侧边连接，且所述第一长条形板体和所述第二长条形板体之间的夹角为120-160度；所述第一长条形板体的另一长侧边与所述腔体的内壁连接，所述第二长条形板体的另一长侧边与所述腔体的内壁连接。优选的，前述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其中所述第一长条形板体的宽度等于所述第二长条形板体的宽度的60-80％。优选的，前述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其中所述扰流体的另一端与所述腔体顶部连接；或，所述扰流体的长度等于所述上腔体高度的60-80％。优选的，前述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其中所述支撑部件包括多个支撑杆，所述支撑杆的一端与所述腔体的底部连接，所述支撑杆的另一端为锥形尖端用于支撑所述样品；其中，多个所述支撑杆以所述腔体的底部中心为轴心均布在所述腔体的底部。借由上述技术方案，本专利技术化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置至少具有下列优点：本专利技术技术方案中，化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其腔体通过进气装置、出气装置的设置，使带有沉积材料的气体能够从腔体的顶部进入，然后从腔体的底部排出，形成一个气体主流动轨迹通道，且进气装置中的两个进气管的出气口均设置在进气管的侧壁上，这样从两个出气口进入腔体中的气体，先向腔体的侧壁方向流动，然后整体向腔体的底部流动，避免了垂直向下流动的气体直接对设置在支撑部件上的样品产生冲击，即避免了垂直冲击在样品表面的气体，从样品的表面弹开而影响沉积材料沉积在样品表面；且，腔体通过支撑环以及扰流体的设置，使从两个出气口进入腔体的气体冲击在腔体侧壁的扰流体上，使速度较快的气流降速，同时产生扰流的作用，避免进入腔体的气体形成快速的螺旋气流，并经过支撑环的挡持作用，使气体以扩散的方式进入下腔室中，然后沉积在样品的表面，并将多余的气体从腔室的底部排出，这样通过支撑环以及扰流体的设置，进一步调整了腔体内气体的流动，使更多的气体能够沉积在样品表面，同时避免快速的气流对样品进行冲刷，提高沉积率，尤其对于较大尺寸的样品，气体能够充分的沉积在样品的表面，实现良好的沉积膜层；另外，通过支撑部件的设置，使样品处于悬空状态，这样气体能够对样品的上下表面同时进行气相沉积，进而能够实现对样品的全沉积。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术的实施例提供的一种化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置的结构示意图；图2是本专利技术的实施例提供的一种化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置放置有样品的结构示意图；图3是本专利技术的实施例提供的一种化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置的腔体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其特征在于，其包括：腔体，所述腔体的顶部设置有进气装置，所述腔体的底部设置有出气装置；其中，所述进气装置包括一端伸入所述腔体的第一进气管和第二进气管，且在靠近所述第一进气管的一端端部的侧壁上设置有第一出气口，在靠近所述第二进气管的一端端部的侧壁上设置有第二出气口，所述第一进气管的另一端与所述第二进气管的另一端均用于与气源连接；支撑环，所述支撑环的外侧壁与所述腔体的内壁连接，将所述腔体分割成中部连通的上腔体和下腔体；扰流体，所述扰流体的一端设置在所述支撑环上，并沿所述支撑环到腔体顶部的方向设置，所述扰流体的数量大于等于三个；支撑部件，所述支撑部件设置在所述腔体的底部，用于支撑待沉积涂层的样品，并使样品位于所述下腔体中。

【技术特征摘要】
1.一种化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其特征在于，其包括：腔体，所述腔体的顶部设置有进气装置，所述腔体的底部设置有出气装置；其中，所述进气装置包括一端伸入所述腔体的第一进气管和第二进气管，且在靠近所述第一进气管的一端端部的侧壁上设置有第一出气口，在靠近所述第二进气管的一端端部的侧壁上设置有第二出气口，所述第一进气管的另一端与所述第二进气管的另一端均用于与气源连接；支撑环，所述支撑环的外侧壁与所述腔体的内壁连接，将所述腔体分割成中部连通的上腔体和下腔体；扰流体，所述扰流体的一端设置在所述支撑环上，并沿所述支撑环到腔体顶部的方向设置，所述扰流体的数量大于等于三个；支撑部件，所述支撑部件设置在所述腔体的底部，用于支撑待沉积涂层的样品，并使样品位于所述下腔体中。2.根据权利要求1所述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其特征在于，所述腔体的顶部设置有用于安装所述第一进气管的第一安装孔，所述第一进气管垂直穿过所述第一安装孔伸入所述腔体中；所述腔体的顶部设置有用于安装所述第二进气管的第二安装孔，所述第二进气管垂直穿过所述第二安装孔伸入所述腔体中；其中，所述第一安装孔和第二安装孔采用偏心设计，分别设置在以所述腔体顶部中心为圆心的两个圆周上，且两个圆周直径相差50-100mm。3.根据权利要求2所述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其特征在于，所述第一出气口的出口方向与所述第一安装孔中心和第二安装孔中心所在的直线呈80-100度夹角，所述第二出气口的出口方向与所述第一安装孔中心和第二安装孔中心所在的直线呈80-100度夹角，且所述第一出气口和所述第二出气口呈顺时针或逆时针的方式布置并出口方向相互平行。4.根据权利要求3所述的化学气相沉积制备全沉积碳化硅涂层的装置，其特征在于，所述第一出气口为长条孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨泰生，刘海林，霍艳丽，陈玉峰，唐婕，胡利明，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11