[發明專利]密封傳動裝置

有效

• 申請號: 201410018204.8
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103775649A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 王曉亮;崔磊;肖紅領;殷海波;馮春;姜麗娟;陳竑
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

技術領域

本發明涉及裝備制造技術領域，尤其涉及一種化學氣相沉積(Chemical?Vapor?Deposition，簡稱CVD)設備中使用的高溫密封傳動裝置。

背景技術

薄膜生長是半導體技術、微納加工領域的重要工藝，尤其是在半導體材料生長領域，薄膜生長質量的好壞往往是決定器件性能是否優越的重要步驟。CVD設備是化合物半導體外延材料研究和生產的關鍵設備，特別適合氮化鎵、砷化鎵、磷化銦、氧化鋅等化合物半導體外延材料的規模化工業生產，是當今世界上生產半導體光電器件和微波器件材料的主要設備。

在CVD設備的外延工藝中，氣態反應物如有機金屬源氣體以及氨氣等進入薄膜沉積腔室中，在被感應線圈或電阻片加熱的襯托上發生復雜的化學反應。此時，托盤需要勻速旋轉來保證氣體沉積的均勻性和外延片的晶體質量，并且加熱電阻片與石墨托盤的距離需要適當，其取決于磁流體中軸的高度。距離過小會導致加熱不均勻，直接影響到材料生長的均勻性；距離過大就會導致熱量利用率低，同時也會影響其熱量的均勻性。所以磁流體中軸的高度需要適中，除此之外還要求密封傳動裝置具有較好的密閉性、垂直度、轉速以及穩定性。

如果密閉性不好，就會導致薄膜沉積腔室內的氣體反應物泄漏到外界，對環境造成污染，一旦反應物包含有害氣體，那實驗員和操作者的人身安全將收到威脅。如果垂直度不好，軸帶動的石墨托盤旋轉將會不平穩，將會在石墨上端產生微小的氣流，導致氣體沉積不均勻，影響材料生長的晶體質量；除此之外，還有可能導致石墨托盤跌落損壞，造成經濟損失。轉速和穩定性是實驗順利進行的必要指標，如果轉速達不到實驗要求，那材料的晶體質量也不會達到要求；如果穩定性不好，將會導致實驗中止，造成不必要的經濟損失。

在現有技術中，CVD設備薄膜沉積腔室多采用磁流體密封技術來解決密封傳動的問題，但是對于高溫薄膜沉積腔室的密封傳動裝置多存在一些問題，如軸的高度不可調節、高溫時密閉性和穩定性差等問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術問題，本發明提供了一種密封傳動裝置，以實現軸高度的調節，并提高高溫時密封傳動裝置的密閉性和穩定性。

(二)技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種密封傳動裝置。該密封傳動裝置包括：傳動軸，其末端具有外螺紋；殼體，位于傳動軸的外圍，其上端的殼體法蘭與薄膜沉積腔室下方的傳動軸孔密封扣合，傳動軸上部突出殼體法蘭的部分伸入薄膜沉積腔室內，其后端位于薄膜沉積腔室之外；軸套，設置于殼體和傳動軸之間，其末端與傳動軸的末端通過O型密封圈密封；軸承，其在徑向上設置于軸套和殼體之間，其在軸向上位于殼體的中部，用于固定軸套，并使軸套和傳動軸可相對于殼體轉動；無軸伺服電機，其在軸向上位于軸承和殼體末端之間，其在徑向上位于軸套與殼體之間，其定子固定在殼體上，其轉子通過鍵與軸套卡合，用于帶動軸套和傳動軸轉動；以及軸高度調節組件，其在徑向上位于傳動軸的外圍，其在軸向上固定在軸套末端，其上端通過密封壓套頂住O型密封圈，其內側具有與傳動軸末端外螺紋相匹配的內螺紋，通過旋轉傳動軸或軸高度調節組件，實現傳動軸高度的調節。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明密封傳動裝置具有以下有益效果：

(1)具有傳動軸高度可調節功能，可以更好的控制薄膜沉積腔室內托盤與加熱電阻絲的距離，從而選取最適合晶體外延生長的溫區；

(2)具有軸心水冷、電機水冷等水冷系統，可以有效降低此裝置工作過程中的熱效應，延長使用壽命；

(3)具有軸套隔熱、保護氣路的組件，可以有效提高裝置的密閉性。

附圖說明

圖1為根據本發明實施例密封傳動裝置的剖面示意圖；

圖2為圖1所示密封傳動裝置中保護氣路的示意圖；

圖3為圖1所示密封傳動裝置中軸高度調節組件的示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實現方式，為所屬技術領域中普通技術人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數的示范，但應了解，參數無需確切等于相應的值，而是可在可接受的誤差容限或設計約束內近似于相應的值。實施例中提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發明的保護范圍。