[实用新型]化学气相沉积系统及其局域供气装置

说明书

本实用新型提出一种化学气相沉积系统及其局域供气装置，局域供气装置设置于化学气相沉积系统的腔室上。其中，局域供气装置包含转向管、腔内连接组件、供气终端管路、腔外连接组件以及腔外气体管路。转向管穿设于腔室并具有转向结构、内管口和外管口，内管口和外管口分别位于腔室的内部和外部。腔内连接组件设置于内管口。供气终端管路设置于腔室的内部并通过腔内连接组件连接于内管口。腔外连接组件设置于外管口。腔外气体管路设置于腔室的外部并通过腔外连接组件连接于外管口。本实用新型利用可以在不影响正常全局供气构造的同时，在腔室中实现局域供气功能。

技术领域

本实用新型涉及化学气相沉积技术领域，尤其涉及一种化学气相沉积系统及其局域供气装置。

背景技术

化学气相沉积(Chemical Vapour Deposition，CVD)法是无机材料合成的重要方法，在薄膜材料的合成领域大放异彩。

以石墨烯材料的合成为例，借助于CVD法，人们已经发展了两类合成大面积石墨烯单晶的技术路线：一种是单一晶核法，即通过抑制石墨烯的成核密度，让单一石墨烯晶核逐渐长大成为大面积单晶；另一种是在对称性匹配的铜(111)单晶衬底上外延生长法，实现多个石墨烯晶核同一取向拼接形成单晶石墨烯。相比较而言，前一种方法在合成速度和效率上不如后者；而后一种方法依赖于铜单晶衬底，在工艺的繁琐程度和成本上逊于前者。

最近几年，人们对单一晶核法做出了重要改进：例如采用局域供给碳源的方法，保证单一石墨烯晶核处得到充足的碳源供给，结合催化活性更高的铜镍合金基底，实现了1.5英寸石墨烯单晶的快速制备；再如采用局域供给碳源与全局供给氢气的方法，实现了多晶铜箔衬底上选择性生长单晶石墨烯。可见，局域供气的方法在合成二维材料中有重要的价值。

但是，局域供气需要在反应腔室内部引入额外的供气管道。而目前广泛使用的CVD管式炉是由石英管和两端的法兰组成的，直接在两端法兰上开孔引入气路管道会对腔室的开闭以及进出样品产生影响；此外，如何灵活的调节局域供气端口和衬底之间的距离会影响石墨烯的生长行为，如何调控供气管路末端的气流供给方式，这也是亟需解决的技术问题。基于此，本发明提供了一种化学气相沉积系统局域供气装置及使用方法，可以有效的解决上述技术问题，实现多样化的供气方案，对于单晶薄膜材料、二维材料的合成具有重要的实用价值。

实用新型内容

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够实现多样化的供气方案的局域供气装置。

本实用新型的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种具有上述局域供气装置的化学气相沉积系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供一种局域供气装置，设置于化学气相沉积系统的腔室上。其中，所述局域供气装置包含转向管、腔内连接组件、供气终端管路、腔外连接组件以及腔外气体管路。所述转向管穿设于所述腔室并具有转向结构、内管口和外管口，所述内管口和所述外管口分别位于所述腔室的内部和外部。所述腔内连接组件设置于所述内管口。所述供气终端管路设置于所述腔室的内部并通过所述腔内连接组件连接于所述内管口。所述腔外连接组件设置于所述外管口。所述腔外气体管路设置于所述腔室的外部并通过所述腔外连接组件连接于所述外管口。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述转向管的所述转向结构的转向角度为90°。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述腔内连接组件包含腔内转换口以及腔内密封螺母。所述腔内转换口开设有通孔，所述通孔一端连通于所述内管口，另一端供所述供气终端管路穿设。所述腔内密封螺母与所述内管口外壁的外螺纹配合，并被配置为将所述腔内转换口固定于所述内管口。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述腔内连接组件还包含第一密封胶圈。所述第一密封胶圈垫设于所述腔内转换口与所述内管口之间。