專利名稱：一種用于反應(yīng)室的旋轉(zhuǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備半導(dǎo)體薄膜的技術(shù)，尤其涉及一種用于MOCVD設(shè)備反
應(yīng)室的旋轉(zhuǎn)裝置。
背景技術(shù)：
金屬有機化合物化學(xué)氣相沉積(Metal-organicChemical Vapor DePosition,簡稱M0CVD)是制備化合物半導(dǎo)體薄膜的一項關(guān)鍵技術(shù)。MOCVD反應(yīng)室是源材料在襯底基片上進行外延生長的地方，它對外延層厚度的均勻性、組分、本底雜質(zhì)的濃度以及外延膜產(chǎn)量有極大的影響，故在反應(yīng)室設(shè)計過程中有很多必須考慮的因素，其中載片盤旋轉(zhuǎn)裝置就是核心部件之一?，F(xiàn)有載片盤旋轉(zhuǎn)裝置存在以下問題 I.載片盤的旋轉(zhuǎn)是在高溫、密封、潔凈的反應(yīng)室內(nèi)進行的，利用托盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生泵效應(yīng)來抑制對流漩渦，使載片盤上的各個方位的基片都能得到較均勻的反應(yīng)源粒子濃度供給，但由于MOCVD系統(tǒng)中的晶體生長溫度達500-1200°C，高溫托盤的變速旋轉(zhuǎn)易損害反應(yīng)室的高密封性能。2.旋轉(zhuǎn)主軸在高溫環(huán)境下長時間高速旋轉(zhuǎn)，易發(fā)生熱變形現(xiàn)象，導(dǎo)致基片托盤的動平衡不穩(wěn)定，基片雖然隨托盤轉(zhuǎn)動了，只能獲得不斷重復(fù)變化的氣氛和熱場。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種用于MOCVD設(shè)備 反應(yīng)室的旋轉(zhuǎn)裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，設(shè)計一種用于反應(yīng)室的旋轉(zhuǎn)裝置，包括主軸，該主軸安裝在反應(yīng)室下法蘭上并通過磁流體封板與下法蘭密封，將反應(yīng)室內(nèi)部與外界完全隔開，所述的旋轉(zhuǎn)主軸I通過磁流體密封裝置與馬達連接。
所述主軸的上端面沿軸向方向同軸心設(shè)有一個通孔，該通孔一直延伸至下法蘭端面，且旋轉(zhuǎn)主軸上端面沿徑向設(shè)有梅花狀分布的小孔，這些小孔與軸向的通孔連通，所述的下法蘭上設(shè)有一氮氣進氣入口，該氮氣入口與主軸軸向通孔的底部連通。所述的磁流體密封裝置的實心軸與主軸采用一體結(jié)構(gòu)。所述的磁流體封板采用氟橡膠密封板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明對空氣具有以下有益效果
I.本發(fā)明中，反應(yīng)室的磁流體真空密封裝置的實心軸與旋轉(zhuǎn)主軸一體化，以保證兩者之間的同軸度，安裝時的垂直度和安裝動力盤端面的平面度，為載片盤高速、穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)提供一個可靠的條件，且極大的減少旋轉(zhuǎn)主軸因加工和裝配產(chǎn)生的誤差。2.本發(fā)明中，磁流體密封裝置固定在下法蘭上，通過氟橡膠緊密封與大氣隔離，而自身主軸旋轉(zhuǎn)的密封裝置則是利用磁性液體對磁場的響應(yīng)特性而實現(xiàn)，故對真空的密封達到非常高的標(biāo)準，為基片的生長提供一個高真空的密封環(huán)境。3.采用氮氣對旋轉(zhuǎn)主軸進行冷卻，減少高溫對高速旋轉(zhuǎn)主軸的熱變形效應(yīng)，為載片盤穩(wěn)定、平衡運動提供一個有利的條件。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明進行詳細的說明。如圖I所示，MOCVD設(shè)備的反應(yīng)室由筒體8和上下法蘭7和6組成。筒體的側(cè)面通過一閥14與中轉(zhuǎn)室連接。一主軸I安裝在下法蘭6上并通過磁流體封板2與下法蘭密封，將反應(yīng)室內(nèi)部與外界完全隔開。主軸I通過磁流體密封裝置3與馬達4連接。動力盤9直接安裝在主軸I上端面，其上自由放置載片盤10。動力盤的下方安裝一加熱體11和兩層間隔開的隔熱板12和13。隔熱板上開有孔，使發(fā)熱體支撐桿、熱電偶導(dǎo)桿、電極安裝連接桿能從隔熱板的開孔穿過到達發(fā)熱體的下方。
磁流體密封裝置3利用磁性液體對磁場的響應(yīng)特性而實現(xiàn)，在零摩擦、無噪聲的前提下，為反應(yīng)室提供一個高真空的密封環(huán)境。動力盤9和和載片盤10由石墨制作，且在其表面加鍍一層碳化硅(SiC)，以提高動力盤和載片盤的均熱性，耐磨損、抗腐蝕性能，并提供更長的使用壽命。主軸I和磁流體密封裝置3的實心軸采用一體結(jié)構(gòu)。其特點是主軸上端面沿軸向方向同軸心設(shè)有一個通孔，該通孔一直延伸至磁流體裝置3的安裝法蘭面，且主軸端面沿徑向方向開有分布為像梅花狀的小孔，這些小孔與軸向方向的通孔連通。反應(yīng)室下法蘭6設(shè)有一氮氣進氣入口 5，其進氣管道經(jīng)過磁流體封板2的阻擋，氣體一直通向磁流體密封裝置的安裝法蘭面的主軸軸向方向通孔的底部并與其連通，其功能在于反應(yīng)室在加熱、高速旋轉(zhuǎn)的同時，將氮氣通過下法蘭氮氣進氣入口 5延伸至磁流體封板的下方，經(jīng)過其阻擋，氣體定向從磁流體主軸下方的小孔進入其主軸內(nèi)部的通孔中，并通過主軸表面的眾多分布像梅花狀的小孔擴散出去，對高溫下的旋轉(zhuǎn)主軸進行冷卻，對于反應(yīng)室來講，使主軸長時間工作在高溫環(huán)境下，不會因高溫而導(dǎo)致其自身的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，影響載片盤在旋轉(zhuǎn)時的水平度和穩(wěn)定性。隔熱板12和隔熱板13、磁流體封板2對發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量進行隔離，防止高溫對磁流體的工作產(chǎn)生影響。故在高溫環(huán)境下，對主軸進行冷卻，減少高溫對高速旋轉(zhuǎn)主軸的熱變形效應(yīng),為載片盤穩(wěn)定、平衡運動提供一個有利的條件。上述實施例僅用于說明本發(fā)明的具體實施方式
。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和變化，這些變形和變化都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于反應(yīng)室的旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于包括主軸(I)，該主軸安裝在反應(yīng)室下法蘭上并通過磁流體封板(2)與下法蘭密封，將反應(yīng)室內(nèi)部與外界完全隔開，所述的旋轉(zhuǎn)主軸(I)通過磁流體密封裝置(3)與馬達(4)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于所述主軸(I)的上端面沿軸向方向同軸心設(shè)有一個通孔，該通孔一直延伸至下法蘭端面，且主軸上端面沿徑向設(shè)有梅花狀分布的小孔，這些小孔與軸向的通孔連通，所述的下法蘭上設(shè)有ー氮氣進氣入ロ(5)，該氮氣入ロ與主軸軸向通孔的底部連通。
3.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于所述的磁流體密封裝置的實心軸與主軸采用一體結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在干所述的磁流體封板(2)采用氟橡膠密封板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于MOCVD設(shè)備的旋轉(zhuǎn)裝置，包括主軸(1)，該主軸安裝在下法蘭上并通過磁流體封板(2)與下法蘭密封，將反應(yīng)室內(nèi)部與外界完全隔開，所述的旋轉(zhuǎn)主軸(1)通過磁流體密封裝置(3)與馬達(4)連接。所述主軸(1)的上端面沿軸向方向同軸心設(shè)有一個通孔，該通孔一直延伸至下法蘭端面，且旋轉(zhuǎn)主軸上端面沿徑向設(shè)有梅花狀分布的小孔，這些小孔與軸向的通孔連通，所述的下法蘭上設(shè)有一氮氣進氣入口(5)，該氮氣入口與主軸軸向通孔的底部連通。本發(fā)明反應(yīng)室密封性能好，旋轉(zhuǎn)主軸不易發(fā)生熱變形現(xiàn)象，載片盤的動平衡穩(wěn)定。
文檔編號C23C16/44GK102864437SQ201210366708
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者肖四哲, 鄧金生, 賀有志, 王鋼, 范冰豐, 童存聲 申請人:深圳市捷佳偉創(chuàng)新能源裝備股份有限公司, 佛山市中山大學(xué)研究院