直流电压式化学气相沉积设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直流电压式化学气相沉积设备。所述直流电压式化学气相沉积设备包括反应腔室、第一电极、第二电极、温度控制装置和两个升降装置；所述两个升降装置分别与第一电极和第二电极固定，用于控制第一电极与第二电极之间的距离；所述至少一个金属托盘设在于第二电极上；所述第一电极与直流电源电连接，所述第二电极与等离子电源接地端电连接，所述温度控制装置设在第二电极上，给第二电极加热或降温；所述反应腔室上设有用以供气的进气通道以及用以排出气体的排气通道。本实用新型直流电压式化学气相沉积设备可对碳纳米材料的成长参数进行优化。
【专利说明】
直流电压式化学气相沉积设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及化学气相沉积技术领域，特别是涉及一种直流电压式化学气相沉积设备。
【背景技术】
[0002]化学气相沉积法可以透过催化剂种类、气体成分、温度、等离子体产生方式来制作各种不同的碳纳米材料。通过调整等离子体特性就会影响碳离子的数目与能量，进而影响碳原子融入催化剂金属的浓度。而传统的直流偏压化学气相沉积炉的设计，因阴极与阳极的相对位置固定，无法通过调整阴极和阳极之间的距离，则只能依靠外加电压与气体压力调整等离子体的情况，可调整的参数较少，纳米材料的生长条件优化受限制。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够调整第一电极和第二电极之间的距离的直流电压式化学气相沉积设备。
[0004]为解决上述问题，本实用新型提供一种直流电压式化学气相沉积设备，所述直流电压式化学气相沉积设备包括反应腔室、第一电极、第二电极、温度控制装置和两个升降装置;所述两个升降装置分别与第一电极和第二电极固定，用于控制第一电极与第二电极之间的距离;至少一个金属托盘设在于第二电极上;所述第一电极与直流电源电连接，所述第二电极与等离子电源接地端电连接，所述温度控制装置设在第二电极上，给第二电极加热或降温;所述反应腔室上设有用以供气的进气通道以及用以排出气体的排气通道。
[0005]进一步的，所述第一电极呈圆形。
[0006]进一步的，所述第一电极的平面面积大于或等于第二电极的平面面积。
[0007]进一步的，所述温度控制装置包括加热装置和冷却装置，所述加热装置用于给第二电极加热，所述冷却装置用于给第二电极冷却。
[0008]进一步的，所述升降装置为液压缸或气缸。
[0009]进一步的，所述升降装置包括驱动电机、螺杆和设在螺杆上的螺杆套，所述驱动电机用于驱动螺杆转动，所述螺杆套与所述第二电极固定。
[0010]进一步的，所述直流电压式化学气相沉积设备还包括混气装置，所述混气装置设在反应腔室内，且与进气通道连通。
[0011]本实用新型直流电压式化学气相沉积设备通过在第一电极和第二电极上均设置升降装置，通过任一升降装置或两个升降装置动作，带动第一电极/第二电极升降，或第一电极和第二电极一同升降，使其第一电极与第二电极之间的距离缩短或增加，调整反应气体等离子的能量、浓度，进而优化碳纳米材料的成长参数，使得纳米材料特性最佳化。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型直流电压式化学气相沉积设备的较佳实施方式的结构示意图。
[0013]图2是本实用新型直流电压式化学气相沉积设备的另一较佳实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0015]如图1所示，本实用新型直流电压式化学气相沉积设备的较佳实施方式包括反应腔室1、第一电极2、第二电极3、温度控制装置、混气装置7和两个液压油缸4。所述反应腔室I上设有用以供气的进气通道11以及用以排出气体的排气通道12。所述混气装置7设在反应腔室I内，且与进气通道11连通，用于混合进气通道内的气体。所述两个液压油缸4固定在反应腔室上，且所述液压油缸4的活塞杆与第一电极2或第二电极3固定，液压油缸4伸出或压缩即可控制第一电极2与第二电极3之间的距离。所述多个金属托盘31设在于第二电极3上，所述金属托盘31用于放置生长基材，金属托盘31可用铜、铁、铝、钨、不锈钢等金属制成。所述第一电极2与直流电源电连接，所述第二电极3与等离子电源接地端电连接。所述温度控制装置设在第二电极3上，给第二电极3加热或降温。在其它实施方式中，所述升降装置还可以用气缸来代替液压油缸4 ο混气装置7为现在有常规技术，故，在此不再赘述。
[0016]所述第一电极2呈圆形，可降低第一电极2尖端放电，确保等离子状态稳定。所述第一电极2的平面面积大于或等于第二电极3的平面面积，使其等离子能均匀分布在第二电极3的基材上。
[0017]所述温度控制装置包括加热装置5和冷却装置，所述加热装置5用于给第二电极3加热，所述冷却装置用于给第二电极3冷却。所述加热装置5为加热盘，加热盘与第二电极3直接接触加热，加热快，加速沉积反应速率时，可以适当升温。所述冷却装置为冷却水管6，所述冷却水管6的两端设有进水管61和出水管62，所述进水管61和出水管62均与制冷机连接，制冷机通过进水管61给冷却水管6提供冷却水，纳米材料生长完成时，需要降温才能取出样品，冷却可以缩短等待时间。当然在其它实施方式中，还可以采用加热灯管的方式加热，加热灯管与第二电极3不直接接触。
[0018]使用时，在气体刚通入腔体内，气体压力较低时，可以通过任一液压油缸4或两个液压油缸4同时动作，带动第一电极2/第二电极3升降，或第一电极2和第二电极3—同升降，使其第一电极2与第二电极3之间的距离缩短，使得气体放电较快产生等离子。帕邢定律(Paschen ’ s law)说明二电极间开始形成电弧或放电的击穿电压Vs是气体的压力和电极距离乘积的函数，通常可以写成Vs = f (pd).此处;P是气体的压力；d是电极的距离。从而调整了反应气体等离子的能量、浓度，进而优化碳纳米材料的成长参数，使得纳米材料特性最佳化。
[0019]实施例2
[0020]本实施例与实施例1不同之处在于升降装置，其余部分均与实施例1相同。
[0021]所述升降装置包括驱动电机81、螺杆82和设在螺杆82上的螺杆套83，所述驱动电机81用于驱动螺杆82转动，所述螺杆套83与所述第二电极3固定。所述螺杆套83与第二电极3固定。当电机81驱动螺杆82转动时，螺杆套83在螺杆82上滑动，从而带动第一电极2和第二电极3运动，从而实现调整第一电极2和第二电极3之间的距离。
[0022]以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型的专利保护范围之内。
【主权项】
1.一种直流电压式化学气相沉积设备，其特征在于:所述直流电压式化学气相沉积设备包括反应腔室、第一电极、第二电极、温度控制装置和两个升降装置;所述两个升降装置分别与第一电极和第二电极固定，用于控制第一电极与第二电极之间的距离;至少一个金属托盘设在于第二电极上;所述第一电极与直流电源电连接，所述第二电极与等离子电源接地端电连接，所述温度控制装置设在第二电极上，给第二电极加热或降温;所述反应腔室上设有用以供气的进气通道以及用以排出气体的排气通道。2.如权利要求1所述的直流电压式化学气相沉积设备，其特征在于:所述第一电极呈圆形。3.如权利要求1或2所述的直流电压式化学气相沉积设备，其特征在于:所述第一电极的平面面积大于或等于第二电极的平面面积。4.如权利要求1所述的直流电压式化学气相沉积设备，其特征在于:所述温度控制装置包括加热装置和冷却装置，所述加热装置用于给第二电极加热，所述冷却装置用于给第二电极冷却。5.如权利要求1所述的直流电压式化学气相沉积设备，其特征在于:所述升降装置为液压缸或气缸。6.如权利要求1所述的直流电压式化学气相沉积设备，其特征在于:所述升降装置包括驱动电机、螺杆和设在螺杆上的螺杆套，所述驱动电机用于驱动螺杆转动，所述螺杆套与所述第二电极固定。7.如权利要求1所述的直流电压式化学气相沉积设备，其特征在于:所述直流电压式化学气相沉积设备还包括混气装置，所述混气装置设在反应腔室内，且与进气通道连通。
【文档编号】C23C16/503GK205662598SQ201620464984
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】林及人, 王金明
【申请人】重庆启越涌阳微电子科技发展有限公司