真空腔体是原子沉积系统ALD的核心部件，其设计直接影响薄膜生长的均匀性、前驱体利用率及设备稳定性，需兼顾真空性能、温度兼容性与工艺适配性。
材质选择需平衡耐腐蚀性与真空特性。主体材质优先选用316L不锈钢，其含钼量达2-3%，可抵御多数金属有机前驱体(如三甲基铝)的腐蚀，且内壁经电解抛光(Ra≤0.02μm)后能减少气体吸附与残留。对于高温ALD工艺(>600℃)，腔体顶部可采用石英材质窗口，既满足红外加热穿透需求，又具备优异的热稳定性。腔体法兰需采用无氧铜材质，通过冷加工硬化处理提升表面平整度(≤5μm)，确保密封可靠性。
结构布局决定工艺效率与均匀性。腔体容积需与前驱体脉冲量匹配，通常控制在5-20L范围内，过小易导致浓度波动，过大则增加抽真空时间。内部流道设计采用“环形布气+中心抽气”结构，气体入口沿腔体圆周均匀分布(间距≤50mm)，配合楔形导流板使前驱体形成层流状态，确保衬底表面气流速度偏差<10%。腔体底部需设置倾斜式积液槽(坡度5°)，并配备可拆卸式收集盒，方便清理反应副产物，避免杂质污染。
密封与真空系统设计需达到超高真空标准。采用金属密封而非橡胶密封，主法兰使用铜镀镍O型圈，在150℃烘烤条件下可实现10⁻⁹Pa・m³/s的漏率。真空抽气路径需串联分子泵与罗茨泵，前级管道直径不小于32mm，确保腔体在30分钟内达到10⁻⁶Pa的基础真空。腔体壁面需预留加热套安装位，可实现80-200℃的壁温控制，减少水汽凝结对真空度的影响。
功能集成需满足灵活操作需求。腔体侧面需预留多组CF法兰接口(规格1.33"-6")，用于安装衬底台、测温探头及观察窗，接口位置需避开气流主干道以防干扰流场。腔门设计采用快开式结构，配备气动助力装置，开启角度≥90°，便于衬底装卸与腔体维护。此外，腔体内需设置防溅射挡板，在镀膜阶段遮挡非沉积区域，降低后期清洁成本。
通过上述设计要点的系统整合，可使ALD真空腔体在保证超高真空环境的同时，实现前驱体高效利用与薄膜均匀生长，为高精度涂层制备提供可靠的硬件基础。
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