[發明專利]一種氣相沉積用多層制品支架及化學氣相沉積反應室

有效

• 申請號: 201110404792.5
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102424957A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 劉汝萃;劉汝強
• 申請（專利權）人: 山東國晶新材料有限公司
• 主分類號: C23C16/458
• 分類號: C23C16/458;C23C16/32;C23C16/42
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

技術領域

本發明涉及一種氣相沉積室內的生產夾具，特別涉及一種多層結構的氣相沉積爐內生產用多層制品支架及化學氣相沉積反應室。

背景技術

化學氣相沉積(CVD)法被認為是最有前景的碳化硅涂層制備方法，因為它對形狀復雜和帶內表面的部件具有極佳的適應能力，可以在相對較低溫度下進行涂層制備。

株式會社新王磁材于1999年9月29日申請的申請號為200510004777.6，名稱為“用于氣相沉積設備中的制品支架”。所述制品支架主要是支撐平面型的樣品，該發明的制品支架包括一個管狀的主體，所述主體的內直徑尺寸構成適合保持所述制品，所述主體由不銹鋼絲制成。中間部分包括圍繞所述主體的線圈纏繞的小直徑螺旋彈簧，所述中間部分中具有以相互間隔的關系設置的線圈，從而使保持在所述制品支架中的制品暴露出來以便從支架外進行表面處理。

碳化硅涂層制品生產時，是將待涂產品通過支架的支撐放置于反應室內，氣體反應在待涂的產品表面沉積形成碳化硅涂層，所以對于碳化硅涂層制品生產的質量和數量而言，合適的支架設計及空間擺放就顯得尤為重要。現在大都集中在既能保證涂層質量，又能提高產品數量的單層夾具設計上，但是單純增加支架由于受爐內的直徑大小等客觀條件的影響，產量的增加非常有限的。總體而言，各種單層結構的夾具設計及使用，在單爐生產時產品的數量還是較少的，生產效率低，生產成本高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種化學氣相沉積用多層制品支架。

本發明還提供利用上述多層制品支架的化學氣相沉積反應室。

本發明還提供利用上述多層制品支架制備碳化硅涂層制品的方法。

術語說明：

制品，是指利用化學氣相沉積法進行涂層或薄膜生長的工件。本發明中主要包括進行碳化硅涂層的石墨基板或基片，但不限于此。

制品支架，生產中也稱工件架或夾具，是放置在化學氣相沉積反應室內用于承載待涂基板的支撐裝置。

本發明的技術方案如下：

一種化學氣相沉積用多層制品支架，包括由圓套筒、布氣盤和支桿組成的單元層；所述單元層的結構是布氣盤置于圓套筒上，支桿直立固定在布氣盤上用于支撐待涂基板，在一個單元的布氣盤上放置另一個單元層的圓套筒；其中，所述圓套筒壁的上部對稱設有兩個凹口便于氣體流通；所述支桿有一尖端。

根據本發明優選的，圓套筒外徑與布氣盤直徑相同。便于單元層的層層組合擺放。單元層的數量根據化學氣相沉積反應室內空間大小和一爐生產制品的數量確定。

所述布氣盤為設有通孔的石墨圓盤，通孔是分散均勻氣體的氣流流通通道。

所述布氣盤上固定的支桿數量及擺放形式根據待涂基板的數量、形狀及大小決定，以盡量少的鎢針固定支撐盡量多的基板為目標。優選的，3～6個支桿支撐一個基板，最優選的，3個支桿支撐一個基板。

所述圓套筒高度要求為支桿固定在布氣盤上支撐基板后，基板頂部距離另一單元層的布氣盤20-50mm。

根據本發明優選的，所述支桿為鎢針。所述鎢針底端固定在布氣盤上的凹孔內，鎢針頂端為針尖狀。

根據本發明優選的，圓套筒為石墨材質，壁厚6～8mm。

根據本發明優選的，所述圓套筒壁上部的凹口形狀為弧形、長方形、方形或錐形。

根據本發明優選的，化學氣相沉積用多層基板支架由3～5個單元層組成。

一種化學氣相沉積反應室，包括反應室腔體和本發明所述的多層制品支架，將所述的多層制品支架置于腔體內進氣口上的進氣布氣板上，進氣口位于反應室底部，出氣口與進氣口相對位于反應室的頂部。

上述的化學氣相沉積反應室為低壓化學氣相沉積設備。

本發明的多層制品支架可以用于多種涂層制品的化學氣相沉積法生產中。特別是用于石墨基板碳化硅涂層制品的生產，可極大地提高生產效率。

一種碳化硅涂層制品的高效率生產方法，包括使用本發明所述的多層制品支架，將所述的多層制品支架置于氣相沉積反應室腔體內進氣口上的進氣布氣板上，將待涂基板放置于支桿的尖端，3～4個支桿撐一個待涂基板，原料氣從反應室底部進入，反應后的氣體從反應室的頂部排出。

所述原料氣是SiCl₄與H₂。反應室溫度為1300～1600℃。可一爐生產多數量的碳化硅涂層制品。

本發明的優良效果如下：