[發明專利]連續式CVD薄膜制造設備及方法

在審

• 申請號: 202210116871.4
• 申請日: 2022-02-07
• 公開（公告）號: CN114703466A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 王煒;沈大勇;譚化兵;瞿研
• 申請（專利權）人: 常州第六元素半導體有限公司
• 主分類號: C23C16/54
• 分類號: C23C16/54;C23C16/52
• 代理公司: 北京世衡知識產權代理事務所(普通合伙) 11686
• 代理人: 肖淑芳

本發明提供連續式CVD薄膜制造設備，包括進樣艙、加熱艙、工藝艙和冷卻艙，所述進樣艙用于在真空環境下將基底層送入加熱艙，所述加熱艙用于對基底層進行加熱后送入工藝艙，所述工藝艙用于對加熱后的基底層進行氣相沉積獲得薄膜，將薄膜送入冷卻艙，所述冷卻艙用于對薄膜進行冷卻。本發明還提供方法。本發明加工難度低、制造成本低、后期維護更換方便，維護成本低，利于產業化的推進。

技術領域

本發明屬于CVD薄膜技術領域，具體涉及連續式CVD薄膜制造設備及方法。

背景技術

現有的石墨烯連續生長爐采用的是卷對卷，或者過渡艙的方案去實現的。

卷對卷的設備只能實現單卷銅箔的連續生長，單卷銅箔在生長完以后需要停爐冷卻，重新進行銅箔卷材的裝樣，比較耗費時間，不能完全的連續生長，同時對銅箔的生長狀況不可控，對于缺陷發生的地方不好查找，對生長過程中出現的問題可能造成整卷報廢的情況。

過渡艙連續生長的方案是將設備分為3個部分，分別為進樣艙，工藝艙和出樣艙，此設備可以滿足小裝樣量的生產，在大裝樣量的生產的時候，設備體積會變得非常大，且隔離各個艙室之間的插板閥的閥板直徑接近2米，加工難度、制造成本和后期維護更換成本都非常高，不利于產業化的推進。

發明內容

針對現有技術存在問題中的一個或多個，本發明提供連續式CVD薄膜制造設備，包括進樣艙、加熱艙、工藝艙和冷卻艙，所述進樣艙用于在真空環境下將基底層送入加熱艙，所述加熱艙用于對基底層進行加熱后送入工藝艙，所述工藝艙用于對加熱后的基底層進行氣相沉積獲得薄膜，將薄膜送入冷卻艙，所述冷卻艙用于對薄膜進行冷卻。

可選地，所述進樣艙包括傳輸系統和抽真空系統，所述抽真空系統對進樣艙抽真空，所述傳輸系統包括樣品架和多個傳送輪，所述多個基底層放置在樣品架上，通過傳送輪轉動帶動樣品架移動。

可選地，所述加熱艙包括傳輸系統、抽真空系統、加熱機構和測溫機構，所述傳輸系統包括樣品架和多個傳送輪，所述多個基底層放置在樣品架上，通過傳送輪轉動帶動樣品架移動，所述抽真空系統對加熱艙抽真空，所述加熱機構用于對基底層進行加熱，所述測溫機構用于測量加熱機構和基底層的溫度，優選地，還包括第一冷卻機構，所述第一冷卻機構用于對加熱艙的外腔體壁進行冷卻。

可選地，所述加熱艙還包括勻熱板，設置在基底層和加熱機構之間，用于均勻基底層的加熱溫度，優選地，所述勻熱板為碳碳復合材料板或者石墨板；優選地，所述加熱機構包括鎧裝電熱絲或石墨材質；優選地，所述測溫機構包括熱電偶和紅外溫度計，所述熱電偶測量加熱機構的溫度，對不同的溫區進行溫度調節。

可選地，所述工藝艙包括傳輸系統、抽真空系統、加熱機構、測溫機構和進氣機構，所述傳輸系統包括樣品架和多個傳送輪，所述多個基底層放置在樣品架上，通過傳送輪轉動帶動樣品架移動，所述抽真空系統對工藝艙抽真空，所述加熱機構用于對基底層進行加熱，所述測溫機構用于測量加熱機構和基底層的溫度，所述進氣機構用于通入氣體，在樣品臺的基底層上進行氣相沉積，優選地，還包括第一冷卻機構，所述第一冷卻機構用于對工藝艙的外腔體壁進行冷卻。

可選地，所述進氣機構包括氣管、流量計、混氣罐和勻流板，所述混氣罐進行不同氣體的混合，所述氣管用于將混氣罐混合后的氣體送入勻流板，所述流量計控制進入混氣罐氣體及其流量，所述勻流板將混氣罐混合后的氣體均勻散布在基底層表面。

可選地，所述冷卻艙包括傳輸系統、抽真空系統和第二冷卻機構，所述傳輸系統包括樣品架和多個傳送輪，所述多個基底層放置在樣品架上，通過傳送輪轉動帶動樣品架移動，所述抽真空系統對冷卻艙抽真空，所述第二冷卻機構用于對冷卻艙進行冷卻，優選地，還包括第一冷卻機構，所述第一冷卻機構用于對冷卻艙的外腔體壁進行冷卻。

可選地，所述第一冷卻機構為水冷機構，所述第二冷卻機構為氣冷機構。

可選地，所述進樣艙、加熱艙、工藝艙和冷卻艙的數量為一個或多個。