本实用新型属于化学气相沉积设备技术领域，具体涉及一种化学气相沉积用互联管道系统。
背景技术：
碳化硅涂层具有优异的物理、化学性能，如较高的导热系数、低热膨胀系数、高硬度、高耐腐蚀性能等，可以用来制作火箭喷管、轮机叶片涂层、气缸内壁涂层、半导体设备用石墨基座表面涂层。碳化硅涂层的导热系数比其他耐火材料及磨料要大得多，约为刚玉导热系数的4倍，这一特性使得cvd-sic涂层用于mocvd石墨基座表面防护优势明显。
化学气相沉积（cvd）是半导体产业中用于在诸如晶片、石墨基座等衬底上形成材料薄膜的已知工艺。在cvd中，反应物的反应气体被输送给反应腔室中的一个或多个衬底。一般情况下，反应腔室仅包括被支撑在衬底支架上的单个衬底，其中衬底和衬底支架被维持在期望的工艺温度。反应物气体彼此反应形成衬底上的薄膜或涂层，其成长率由温度或反应气体的量来控制。目前sic涂层基本均以硅烷类前驱体为原料，通过化学气相沉积制备得到。
化学沉积过程中一般常用的主要有三种方法来输送液体前体：方法一，不通过载气直接蒸发前体液体；方法二，通过载气吹扫液体表面传输蒸汽；方法三，载气通过液体并利用鼓泡法传输蒸汽。鼓泡方法是优选的并且通常使用的方法，因为它是一种容易和可靠的方法，可以立即获得均匀的气体混合物。但是为了提高前体气流的稳定性，必须精确地控制液体前体的温度和水平高度，因为载气的吸收率随这些参数的变化而发生一定的变化，影响前体蒸汽进入沉积室的流量，进而影响涂层的效果。因此对前体液体蒸汽流量的控制进而保证化学沉积过程的稳定可控显得十分必要。
目前对于化学沉积涂层多采用鼓泡法输送前体蒸汽，前体溶液一般用一到两个储液罐进行存储，在实际操作中由于对涂层指标要求不同，所需要的沉积时间和前体溶液的消耗量也不相同，因此对于前体溶液的补充需要根据实际操作条件的不同而变化，增加实际操作的时间和成本。设计一种合理的气体输运系统，既能实现前体蒸汽流量的稳定控制又可以满足不能沉积时间条件下的需求对实际生产具有重要的指导意义。
技术实现要素：
针对目前化学沉积过程中，对有效、高效地控制不同沉积条件下对前体溶液的需求，本实用新型的目的旨在提供一种化学气相沉积用互联管道系统。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
一种化学气相沉积用互联管道系统，包括第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐、主进气管道、主出气管道、第一支进气管道、第二支进气管道、第三支进气管道、第四支进气管道、第一支出气管道、第二支出气管道、第三支出气管道、第四支出气管道；
第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐的结构相同，均包括罐体，罐体底部固定连接有螺栓，罐体顶部设有密封法兰，罐体顶部和密封法兰之间设有密封圈，密封法兰上设有载气进口、前体蒸汽出口、压力表、调压管道、进料管道，调压管道上设有调压阀门，进料管道上设有进料阀门，调压管道外接抽真空装置；
第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐的下方分别设有恒温槽，恒温槽的底部设有导向槽，导向槽的内壁设有与对应储液罐的底部螺栓螺纹相匹配的内螺纹，第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐分别通过底部的螺栓插入对应的导向槽中而固定在对应的恒温槽内；
主进气管道上间隔设有阀门a和阀门d，位于阀门a和阀门d之间的主进气管道分支连接第一支进气管道、第二支进气管道，第一支进气管道连接至第一储液罐的载气进口并伸入第一储液罐底部，第二支进气管道连接至第二储液罐的载气进口并伸入第二储液罐底部，第一储液罐的前体蒸汽出口连接第一支出气管道，第二储液罐的前体蒸汽出口连接第二支出气管道，第一支出气管道和第二支出气管道再分别连接至设有阀门d的主进气管道上；第一支出气管道、第二支出气管道在和主进气管道连接的同时，第一支出气管道还与第四支进气管道相连，第二支出气管道还与第三支进气管道相连，第三支进气管道再连接至第三储液罐的载气进口并伸入第三储液罐底部，第四支进气管道再连接至第四储液罐的载气进口并伸入第四储液罐底部，第三储液罐的前体蒸汽出口连接第三支出气管道，第四储液罐的前体蒸汽出口连接第四支出气管道；第三支出气管道和第四支出气管道再分别连接至主出气管道上，并且第三支出气管道、第四支出气管道在和主出气管道连接的同时，第三支出气管道还返回与第四支进气管道相连，第四支出气管道还返回与第三支进气管道相连；
第一支进气管道上设有阀门b、第二支进气管道上设有阀门c、第三支进气管道上设有阀门h、第四支进气管道上设有阀门g、第一支出气管道上设有阀门e、第二支出气管道上设有阀门f；第三支出气管道在与主出气管道相连的管道上设有阀门l，第三支出气管道在与第四进气管道相连的管道上设有阀门j，第四支出气管道在与主出气管道相连的管道上设有阀门k，第四支出气管道在与第三进气管道相连的管道上设有阀门i，主出气管道上设有阀门m。
较好地，为了方便观察储液罐的液面高度，第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐的罐体的上端和下端分别连通一90°弯管，两弯管之间采用半透明或透明软管连接。采用连通器原理，通过软管液面高度反映出储液罐内液体的高度，避免使用复杂的液面高度传感器造成的设计安装成本的提高。
较好地，软管为pu管或pa管。
较好地，第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐的材质为不锈钢。
较好地，导向槽的顶端呈喇叭状。
本实用新型设计四个互联管道系统的储液罐，分别为第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐，其中第一储液罐和第二储液罐采用并联放置，其中第一储液罐和第四储液罐、第一储液罐和第三储液罐、第二储液罐和第三储液罐、第二储液罐和第四储液罐、第三储液罐和第四储液罐可通过管道串联连接。
液体补充罐保持为室温或者恒温状态，控制压力恒定为环境温度或恒温下对应的液体前体的饱和蒸汽压，恒定液面罐通过恒温槽和压力控制，保持前体溶液温度和压力不变，保证前体液体蒸汽的流速恒定，从而保证液面基本恒定不变。本实用新型中，第一储液罐和第二储液罐为液体补充罐，第三储液罐和第四储液罐为恒定液面罐，工作时优先消耗第一储液罐和第二储液罐内的液体，第三储液罐和第四储液罐作为恒定液面罐，长期使用需要更新第三储液罐和第四储液罐或者生产周期较长不能及时补充第一储液罐和第二储液罐内的液体时，第三储液罐和第四储液罐也可以作为液体补充罐。本实用新型设计的互联管道系统可以根据生产需求选择储液罐的使用方式。
有益效果：
（1）、本实用新型设置一种化学气相沉积用互联管道系统，分别设置液体补充罐、恒定液面罐，液体补充罐用于前驱液体的消耗，当前体蒸汽到达恒定液面罐时由于设施的恒温恒压，故能够保证蒸汽流速的稳定性，同时恒定液面罐内的液面不会发生明显的变化，保持液面的高度稳定性，进而实现化学沉积过程中气体的稳定可控；
（2）、本实用新型通过互联管道系统的设置，能够通过不同罐体的配合，满足不同生产周期的需求，生产周期长时不用在生产过程中经常性地对前体进行补充；同时长期放置的恒定液面罐，可以通过管道系统的连通路径设置，也可将其作为液体补充罐来使用，避免前体溶液长时间存放对使用效能产生影响；
（3）、本实用新型储液罐的调压管道外接抽真空装置，通过调节阀门大小来控制储液罐内压力；
（4）、本实用新型的储液罐固定在恒温槽中，通过在储液罐底部设置螺栓，固定在恒温槽底部的导向槽中，保证储液罐的稳定和方便放置；
（5）、本实用新型的储液罐上均设置有利用连通器原理连接的软管，可以直观快捷地观察到罐内液体的含量，能够及时准确地对液体补充罐进行补充；
（6）、本实用新型的互联管道系统操作简单方便，能够满足不同生产周期的需求，对化学气相沉积的使用范围广，有望大幅度提高生产效率，降低生产周期。
附图说明
图1：互联管道系统的结构示意图；
图2：第一储液罐/第二储液罐/第三储液罐/第四储液罐与对应的恒温槽的分解结构示意图。
其中，附图标记为：1-第一储液罐；2-第二储液罐；3-第三储液罐；4-第四储液罐；5-主进气管道，51-第一支进气管道，52-第二支进气管道，53-第三支进气管道，54-第四支进气管道；6-主出气管道，61-第一支出气管道，62-第二支出气管道，63-第三支出气管道，64-第四支出气管道；7-罐体；8-螺栓；9-密封法兰；10-载气进口；11-前体蒸汽出口；12-压力表；13-调压管道；14-进料管道；15-调压阀门；16-进料阀门；17-弯管；18-软管；19-恒温槽；20-导向槽；21-阀门a；22-阀门b；23-阀门c；24-阀门d；25-阀门e；26-阀门f；27-阀门g；28-阀门h；29-阀门i；30-阀门j；31-阀门k；32-阀门l；33-阀门m。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限制本实用新型的范围。
实施例1
如图1-2所示，一种化学气相沉积用互联管道系统，包括第一储液罐1、第二储液罐2、第三储液罐3、第四储液罐4、主进气管道5、主出气管道6、第一支进气管道51、第二支进气管道52、第三支进气管道53、第四支进气管道54、第一支出气管道61、第二支出气管道62、第三支出气管道63、第四支出气管道64；
第一储液罐1、第二储液罐2、第三储液罐3、第四储液罐4四个储液罐的材质均为316l不锈钢（容量为1-3l），结构也相同，均包括罐体7，罐体7底部固定连接有螺栓8，罐体7顶部设有密封法兰9，罐体7顶部和密封法兰9之间设有加氟o型密封圈，密封法兰9上设有载气进口10、前体蒸汽出口11、压力表12、调压管道13、进料管道14，调压管道13上设有调压阀门15，进料管道14上设有进料阀门16，调压管道13外接抽真空装置；第一储液罐1、第二储液罐2、第三储液罐3、第四储液罐4的罐体7的上端和下端分别连通一90°弯管17，两弯管17之间采用半透明pu软管18连接；
第一储液罐1、第二储液罐2、第三储液罐3、第四储液罐4的下方分别设有恒温槽19，恒温槽19的底部设有导向槽20，导向槽20的顶端呈喇叭状，导向槽20的内壁设有与对应储液罐的底部螺栓8螺纹相匹配的内螺纹，第一储液罐1、第二储液罐2、第三储液罐3、第四储液罐4分别通过底部的螺栓8插入对应的导向槽20中而固定在对应的恒温槽19内；
主进气管道5上间隔设有阀门a21和阀门d24，位于阀门a21和阀门d24之间的主进气管道5分支连接第一支进气管道51、第二支进气管道52，第一支进气管道51连接至第一储液罐1的载气进口10并伸入第一储液罐1底部，第二支进气管道52连接至第二储液罐2的载气进口10并伸入第二储液罐2底部，第一储液罐1的前体蒸汽出口11连接第一支出气管道61，第二储液罐2的前体蒸汽出口11连接第二支出气管道62，第一支出气管道61和第二支出气管道62再分别连接至设有阀门d24的主进气管道5上；第一支出气管道61、第二支出气管道62在和主进气管道5连接的同时，第一支出气管道61还与第四支进气管道54相连，第二支出气管道62还与第三支进气管道53相连，第三支进气管道53再连接至第三储液罐3的载气进口10并伸入第三储液罐3底部，第四支进气管道54再连接至第四储液罐4的载气进口10并伸入第四储液罐4底部，第三储液罐3的前体蒸汽出口11连接第三支出气管道63，第四储液罐4的前体蒸汽出口11连接第四支出气管道64；第三支出气管道63和第四支出气管道64再分别连接至主出气管道6上，并且第三支出气管道63、第四支出气管道64在和主出气管道6连接的同时，第三支出气管道63还返回与第四支进气管道54相连，第四支出气管道64还返回与第三支进气管道53相连；
第一支进气管道51上设有阀门b22、第二支进气管道52上设有阀门c23、第三支进气管道53上设有阀门h28、第四支进气管道54上设有阀门g27、第一支出气管道61上设有阀门e25、第二支出气管道62上设有阀门f26；第三支出气管道63在与主出气管道6相连的管道上设有阀门l32，第三支出气管道63在与第四进气管道相连的管道上设有阀门j30，第四支出气管道64在与主出气管道6相连的管道上设有阀门k31，第四支出气管道64在与第三进气管道相连的管道上设有阀门i29，主出气管道6上设有阀门m33。
本实用新型互联管道系统的工作情形：
（1）、当生产对前体液体的需求量较少时，打开系统的所有阀门对体系进行抽真空，然后关闭除了阀门a21、阀门b22、阀门e25、阀门g27、阀门k31、阀门m33之外的阀门，利用第一储液罐1和第四储液罐4进行生产操作，其中第一储液罐1作为液体补充罐，第四储液罐4作为恒定液面罐，或者关闭除了阀门a21、阀门c23、阀门f26、阀门h28、阀门l32、阀门m33之外的阀门，利用第二储液罐2和第三储液罐3进行生产操作，其中第二储液罐2作为液体补充罐，第三储液罐3作为恒定液面罐；
（2）、当生产对前体液体的需求较多时：打开系统的所有阀门对体系进行抽真空，然后关闭阀门k31、阀门j30、阀门d24，利用第一储液罐1、第二储液罐2、第四储液罐4作为液体补充罐，第三储液罐3作为恒定液面罐，或者关闭阀门i29、阀门l32、阀门d24，利用第一储液罐1、第二储液罐2、第三储液罐3作为液体补充罐，第四储液罐4作为恒定液面罐；
（3）、对于长时间存放的储液罐进行消耗使用：打开系统的所有阀门对体系进行抽真空，关闭阀门a21、阀门d24、阀门g27、阀门i29、阀门h28、阀门l32、阀门m33之外的阀门，利用第四储液罐4作为液体补充罐，第三储液罐3作为恒定液面罐，或者关闭阀门a21、阀门d24、阀门h28、阀门j30、阀门g27、阀门k31、阀门m33之外的阀门，利用第三储液罐3作为液体补充罐，第四储液罐4作为恒定液面罐。
1.一种化学气相沉积用互联管道系统，其特征在于：包括第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐、主进气管道、主出气管道、第一支进气管道、第二支进气管道、第三支进气管道、第四支进气管道、第一支出气管道、第二支出气管道、第三支出气管道、第四支出气管道；
第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐的结构相同，均包括罐体，罐体底部固定连接有螺栓，罐体顶部设有密封法兰，罐体顶部和密封法兰之间设有密封圈，密封法兰上设有载气进口、前体蒸汽出口、压力表、调压管道、进料管道，调压管道上设有调压阀门，进料管道上设有进料阀门，调压管道外接抽真空装置；
第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐的下方分别设有恒温槽，恒温槽的底部设有导向槽，导向槽的内壁设有与对应储液罐的底部螺栓螺纹相匹配的内螺纹，第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐分别通过底部的螺栓插入对应的导向槽中而固定在对应的恒温槽内；
主进气管道上间隔设有阀门a和阀门d，位于阀门a和阀门d之间的主进气管道分支连接第一支进气管道、第二支进气管道，第一支进气管道连接至第一储液罐的载气进口并伸入第一储液罐底部，第二支进气管道连接至第二储液罐的载气进口并伸入第二储液罐底部，第一储液罐的前体蒸汽出口连接第一支出气管道，第二储液罐的前体蒸汽出口连接第二支出气管道，第一支出气管道和第二支出气管道再分别连接至设有阀门d的主进气管道上；第一支出气管道、第二支出气管道在和主进气管道连接的同时，第一支出气管道还与第四支进气管道相连，第二支出气管道还与第三支进气管道相连，第三支进气管道再连接至第三储液罐的载气进口并伸入第三储液罐底部，第四支进气管道再连接至第四储液罐的载气进口并伸入第四储液罐底部，第三储液罐的前体蒸汽出口连接第三支出气管道，第四储液罐的前体蒸汽出口连接第四支出气管道；第三支出气管道和第四支出气管道再分别连接至主出气管道上，并且第三支出气管道、第四支出气管道在和主出气管道连接的同时，第三支出气管道还返回与第四支进气管道相连，第四支出气管道还返回与第三支进气管道相连；
第一支进气管道上设有阀门b、第二支进气管道上设有阀门c、第三支进气管道上设有阀门h、第四支进气管道上设有阀门g、第一支出气管道上设有阀门e、第二支出气管道上设有阀门f；第三支出气管道在与主出气管道相连的管道上设有阀门l，第三支出气管道在与第四进气管道相连的管道上设有阀门j，第四支出气管道在与主出气管道相连的管道上设有阀门k，第四支出气管道在与第三进气管道相连的管道上设有阀门i，主出气管道上设有阀门m。
2.如权利要求1所述的化学气相沉积用互联管道系统，其特征在于：第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐的罐体的上端和下端分别连通一90°弯管，两弯管之间采用半透明或透明软管连接。
3.如权利要求2所述的化学气相沉积用互联管道系统，其特征在于：软管为pu管或pa管。
4.如权利要求1所述的化学气相沉积用互联管道系统，其特征在于：第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐、第四储液罐的材质为不锈钢。
5.如权利要求1所述的化学气相沉积用互联管道系统，其特征在于：导向槽的顶端呈喇叭状。
技术总结