[发明专利]密封传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及装备制造技术领域，尤其涉及一种化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)设备中使用的高温密封传动装置。

背景技术

薄膜生长是半导体技术、微纳加工领域的重要工艺，尤其是在半导体材料生长领域，薄膜生长质量的好坏往往是决定器件性能是否优越的重要步骤。CVD设备是化合物半导体外延材料研究和生产的关键设备，特别适合氮化镓、砷化镓、磷化铟、氧化锌等化合物半导体外延材料的规模化工业生产，是当今世界上生产半导体光电器件和微波器件材料的主要设备。

在CVD设备的外延工艺中，气态反应物如有机金属源气体以及氨气等进入薄膜沉积腔室中，在被感应线圈或电阻片加热的衬托上发生复杂的化学反应。此时，托盘需要匀速旋转来保证气体沉积的均匀性和外延片的晶体质量，并且加热电阻片与石墨托盘的距离需要适当，其取决于磁流体中轴的高度。距离过小会导致加热不均匀，直接影响到材料生长的均匀性；距离过大就会导致热量利用率低，同时也会影响其热量的均匀性。所以磁流体中轴的高度需要适中，除此之外还要求密封传动装置具有较好的密闭性、垂直度、转速以及稳定性。

如果密闭性不好，就会导致薄膜沉积腔室内的气体反应物泄漏到外界，对环境造成污染，一旦反应物包含有害气体，那实验员和操作者的人身安全将收到威胁。如果垂直度不好，轴带动的石墨托盘旋转将会不平稳，将会在石墨上端产生微小的气流，导致气体沉积不均匀，影响材料生长的晶体质量；除此之外，还有可能导致石墨托盘跌落损坏，造成经济损失。转速和稳定性是实验顺利进行的必要指标，如果转速达不到实验要求，那材料的晶体质量也不会达到要求；如果稳定性不好，将会导致实验中止，造成不必要的经济损失。

在现有技术中，CVD设备薄膜沉积腔室多采用磁流体密封技术来解决密封传动的问题，但是对于高温薄膜沉积腔室的密封传动装置多存在一些问题，如轴的高度不可调节、高温时密闭性和稳定性差等问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种密封传动装置，以实现轴高度的调节，并提高高温时密封传动装置的密闭性和稳定性。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种密封传动装置。该密封传动装置包括：传动轴，其末端具有外螺纹；壳体，位于传动轴的外围，其上端的壳体法兰与薄膜沉积腔室下方的传动轴孔密封扣合，传动轴上部突出壳体法兰的部分伸入薄膜沉积腔室内，其后端位于薄膜沉积腔室之外；轴套，设置于壳体和传动轴之间，其末端与传动轴的末端通过O型密封圈密封；轴承，其在径向上设置于轴套和壳体之间，其在轴向上位于壳体的中部，用于固定轴套，并使轴套和传动轴可相对于壳体转动；无轴伺服电机，其在轴向上位于轴承和壳体末端之间，其在径向上位于轴套与壳体之间，其定子固定在壳体上，其转子通过键与轴套卡合，用于带动轴套和传动轴转动；以及轴高度调节组件，其在径向上位于传动轴的外围，其在轴向上固定在轴套末端，其上端通过密封压套顶住O型密封圈，其内侧具有与传动轴末端外螺纹相匹配的内螺纹，通过旋转传动轴或轴高度调节组件，实现传动轴高度的调节。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明密封传动装置具有以下有益效果：

(1)具有传动轴高度可调节功能，可以更好的控制薄膜沉积腔室内托盘与加热电阻丝的距离，从而选取最适合晶体外延生长的温区；

(2)具有轴心水冷、电机水冷等水冷系统，可以有效降低此装置工作过程中的热效应，延长使用寿命；

(3)具有轴套隔热、保护气路的组件，可以有效提高装置的密闭性。

附图说明

图1为根据本发明实施例密封传动装置的剖面示意图；

图2为图1所示密封传动装置中保护气路的示意图；

图3为图1所示密封传动装置中轴高度调节组件的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。