專利名稱：一種制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制造納米薄膜的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備。
背景技術(shù)：
石墨烯是一種二維晶體，是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質(zhì)，碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的一種碳質(zhì)新材料。厚度僅為0.37nm。它是由英國(guó)科學(xué)家安德烈.海姆和康斯坦丁.諾沃肖洛夫于2004年發(fā)現(xiàn)的。石墨烯具有一些獨(dú)特的特性，如石墨烯是已知材料中最薄的一種，它基本上是透明的，而且有極好的導(dǎo)電性，石墨烯是零帶隙半導(dǎo)體，具備獨(dú)特的載流子特性。石墨烯結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定、非常牢固堅(jiān)硬、石墨烯各個(gè)碳原子間的連接非常柔韌，當(dāng)施加外部機(jī)械力時(shí)，碳原子面就彎曲變形。這樣，碳原子就不需要重新排列來(lái)適應(yīng)外力，這也就保證了石墨烯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，使得石墨烯比金剛石還堅(jiān)硬，同時(shí)可以像拉橡膠一樣進(jìn)行拉伸。瑞典皇家科學(xué)院稱，石墨烯將推動(dòng)新型材料的研發(fā)，并引發(fā)電子產(chǎn)品的新革命，可廣泛應(yīng)用于透明光學(xué)器件、太空梯、納電子器件、輕型顯示屏，太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域。作為一種新“超級(jí)材料”，石墨烯可用于制造衛(wèi)星、飛機(jī)、汽車，量子超級(jí)計(jì)算機(jī)的研發(fā)等。除了石墨烯外，類石墨烯的新型二維納米薄膜也具有其獨(dú)特的光電子性能，具有廣泛的應(yīng)用前景。類石墨烯的新型二維納米薄膜包括層狀的過(guò)鍍金屬硫化物(transitionmetal dichalcogenides)、娃烯(silicene)、錯(cuò)烯(germanene)、氮化硼(boron nitride)等。化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,簡(jiǎn)稱CVD)是利用氣態(tài)物質(zhì)在一固體表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成固態(tài)沉積物的過(guò)程，是近十幾年發(fā)展起來(lái)的制備無(wú)機(jī)物新材料的新技術(shù)。它廣泛的應(yīng)用于提純物質(zhì)，制備新晶體，特別是用于制備導(dǎo)體、半導(dǎo)體或者介電的單晶、多晶或者玻璃態(tài)涂層或者薄膜。然而，現(xiàn)有的化學(xué)氣相沉積設(shè)備大多體積龐大、構(gòu)造復(fù)雜、造價(jià)昂貴，因此，設(shè)計(jì)一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、能滿足多方面應(yīng)用的，新型的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備十分必要。

實(shí)用新型內(nèi)容為此，本實(shí)用新型提出一種制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，可充分地消除由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。本實(shí)用新型另外的優(yōu)點(diǎn)、目的和特性，一部分將在下面的說(shuō)明書中得到闡明，而另一部分對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過(guò)對(duì)下面的說(shuō)明的考察將是明顯的或從本實(shí)用新型的實(shí)施中學(xué)到。通過(guò)在文字的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及附圖中特別地指出的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)和獲得本實(shí)用新型目的和優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型提供了一種制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括沉積室以及與所述沉積室相連的供氣裝置和抽真空裝置，所述沉積室上設(shè)有多個(gè)進(jìn)氣口，各個(gè)進(jìn)氣口通過(guò)角閥與所述供氣裝置連通，其中，所述沉積室包括:下部腔體和可拆卸的上部腔體，所述上部腔體與下部腔體通過(guò)卡環(huán)加氟橡膠圈密封；支架，所述支架從所述沉積室的下部腔體延伸至上部腔體，并且在所述支架上設(shè)有基片加熱裝置。優(yōu)選的，所述供氣裝置的各進(jìn)氣管道通過(guò)對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口伸入至所述沉積室的上部腔體內(nèi)，且各進(jìn)氣管道的氣體出口端與一輸氣裝置相連，所述輸氣裝置的下端氣體出口對(duì)應(yīng)于所述基片加熱裝置的上方，且具有外擴(kuò)的喇叭狀出口結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述沉積室還包括與所述基片加熱裝置相連的加熱控溫裝置接頭、電離規(guī)接口和電阻規(guī)接口。優(yōu)選的，所述基片加熱裝置包括爐盤和電阻絲，所述爐盤采用葉蠟石或者陶瓷制作。優(yōu)選的，所述電離規(guī)接口和電阻規(guī)接口內(nèi)部設(shè)有螺紋。優(yōu)選的，所述基片加熱裝置上設(shè)有托盤，在所述托盤的中心放置基片。優(yōu)選的，在環(huán)繞基片的放置位置還設(shè)有凹槽，在所述凹槽內(nèi)放置用于制備納米薄膜的金屬。優(yōu)選的，所述凹槽 的深度為2-15毫米，寬度5-10毫米。優(yōu)選的，所述沉積室的外徑為150-300毫米，內(nèi)徑為140-280毫米。本實(shí)用新型所提供的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備具備體積小，構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)，可制備如石墨烯、過(guò)鍍金屬硫化物、娃烯、鍺烯或氮化硼等二維納米薄膜，有助于實(shí)現(xiàn)二維納米薄膜的生產(chǎn)，促進(jìn)二維納米薄膜的應(yīng)用。

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的、制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備的組成示意圖。圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的、沉積室的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備包括沉積室I以及與所述沉積室I相連的供氣裝置2和抽真空裝置3，其中，所述沉積室I上設(shè)有多個(gè)進(jìn)氣口，各個(gè)進(jìn)氣口通過(guò)角閥與所述供氣裝置2連通。下面將通過(guò)圖2對(duì)沉積室I進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖2所示，沉積室I可為雙層不銹鋼的柱狀圓桶結(jié)構(gòu)，且雙層不銹鋼間通有循環(huán)冷卻水。所述沉積室I包括下部腔體26及可拆卸的上部腔體22，且上部腔體22與下部腔體26通過(guò)卡環(huán)加氟橡膠圈25密封，以方便拆卸；支架27從沉積室I的下部腔體26延伸至上部腔體22中，且該支架27頂端設(shè)有基片加熱裝置220和基片托盤219，沉積室I的上部腔體22設(shè)有數(shù)個(gè)進(jìn)氣口與該供氣裝置連通，可同時(shí)輸入多種氣體，本實(shí)施例設(shè)有二進(jìn)氣口，但不限于此。所述沉積室I的上、下兩個(gè)腔體高度最好在10-50厘米之間，且上、下兩部分采用卡環(huán)加氟橡膠圈密封。沉積室I上的兩個(gè)進(jìn)氣口通過(guò)角閥23、24和供氣裝置2相連通，該供氣裝置2的各進(jìn)氣管道通過(guò)對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口可伸設(shè)至該沉積室I的上部腔體22內(nèi)，且各進(jìn)氣管道的的氣體出口端與一輸氣裝置211相連，該輸氣裝置211的下端氣體出口對(duì)應(yīng)設(shè)于基片加熱裝置220的上方，且具有外擴(kuò)的喇叭狀出口結(jié)構(gòu)，且喇叭口和基片加熱裝置220之間的距離在1-20厘米之間，以保證通氣均勻。該沉積室I還設(shè)有與基片加熱裝置220相連的加熱控溫裝置接頭210、電離規(guī)接口28和電阻規(guī)接口 29。所述基片加熱裝置220包括爐盤和電阻絲，所述爐盤采用葉蠟石或者陶瓷制作。沉積室I內(nèi)的基片加熱裝置220上設(shè)有托盤219，該托盤219的中心放置基片，且環(huán)繞基片的放置位置還設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)放金屬以實(shí)現(xiàn)金屬蒸發(fā)，獲得金屬蒸氣，用于制備金屬摻雜的薄膜，如 MgB2薄膜。凹槽的深度可為2-15毫米，寬度5-10毫米。本發(fā)明中，該電離規(guī)接口 28和電阻規(guī)接口 29內(nèi)部可設(shè)有螺紋，以通過(guò)該螺紋與壓絲螺紋連接，且兩者都不直接接觸規(guī)管的外壁，在壓絲旋緊過(guò)程中，擠壓密封橡膠(如氟橡膠)，使其產(chǎn)生變形，從而緊緊地壓在各規(guī)管的外壁上，達(dá)到密封的效果。優(yōu)選的，沉積室I的外徑為150-300毫米，內(nèi)徑為140-280毫米。本實(shí)用新型所提供的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備具備體積小，構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)，可制備如石墨烯、過(guò)鍍金屬硫化物、娃烯、鍺烯或氮化硼等二維納米薄膜，有助于實(shí)現(xiàn)二維納米薄膜的生產(chǎn)，促進(jìn)二維納米薄膜的應(yīng)用。以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括沉積室以及與所述沉積室相連的供氣裝置和抽真空裝置，所述沉積室上設(shè)有多個(gè)進(jìn)氣口，各個(gè)進(jìn)氣口通過(guò)角閥與所述供氣裝置連通，其中， 所述沉積室包括: 下部腔體和可拆卸的上部腔體，所述上部腔體與下部腔體通過(guò)卡環(huán)加氟橡膠圈密封； 支架，所述支架從所述沉積室的下部腔體延伸至上部腔體，并且在所述支架上設(shè)有基片加熱裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述供氣裝置的各進(jìn)氣管道通過(guò)對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口伸入至所述沉積室的上部腔體內(nèi)，且各進(jìn)氣管道的氣體出口端與一輸氣裝置相連，所述輸氣裝置的下端氣體出口對(duì)應(yīng)于所述基片加熱裝置的上方，且具有外擴(kuò)的喇叭狀出口結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述沉積室還包括與所述基片加熱裝置相連的加熱控溫裝置接頭、電離規(guī)接口和電阻規(guī)接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述基片加熱裝置包括爐盤和電阻絲，所述爐盤采用葉蠟石或者陶瓷制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述電離規(guī)接口和電阻規(guī)接口內(nèi)部設(shè)有螺紋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述基片加熱裝置上設(shè)有托盤，在所述托盤的中心放置基片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，在環(huán)繞基片的放置位置還設(shè)有凹槽，在所述凹槽內(nèi)放置用于制備納米薄膜的金屬。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述凹槽的深度為2-15毫米，寬度5-10毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述沉積室的外徑為150-300毫米，內(nèi)徑為140-280毫米。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種制備納米薄膜的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，所述設(shè)備包括沉積室以及與所述沉積室相連的供氣裝置和抽真空裝置，所述沉積室上設(shè)有多個(gè)進(jìn)氣口，各個(gè)進(jìn)氣口通過(guò)角閥與所述供氣裝置連通，其中，所述沉積室包括下部腔體和可拆卸的上部腔體，所述上部腔體與下部腔體通過(guò)卡環(huán)加氟橡膠圈密封；支架，所述支架從所述沉積室的下部腔體延伸至上部腔體，并且在所述支架上設(shè)有基片加熱裝置。本實(shí)用新型具備體積小，構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)，可制備如石墨烯、過(guò)鍍金屬硫化物、硅烯、鍺烯或氮化硼等二維納米薄膜，有助于實(shí)現(xiàn)二維納米薄膜的生產(chǎn)，促進(jìn)二維納米薄膜的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C23C16/455GK203096166SQ201320064809
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者馬利紅, 曾永遠(yuǎn), 李翀 申請(qǐng)人:杭州五源科技實(shí)業(yè)有限公司