CN102433548B - 一种用于气相沉积的均匀气流进气口装置及均匀进气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于气相沉积的均匀气流进气口装置，包括设有进气孔的原料气体混合腔、与混合腔相连通的出气通道，所述出气通道为两个，该两个出气通道的出气方向相同且长度不同，该两个出气通道的长度比例为1∶0.3～0.6。本发明的优势在于，所述反应气体通过进气孔进入混合腔，沿所述两个出气通道向沉积炉内的模具出气，由于所述两个出气通道的长度不同，较长的出气通道引导气体流向模具的中部，气体出来后可以均匀分散沉积到模具的各个部位上，避免了坩埚较长时，气体聚集在坩埚底部，难以到达上部沉积的缺陷，大大提高生产坩埚制品的成品率。

Description

一种用于气相沉积的均匀气流进气口装置及均匀进气的方法
技术领域
本发明涉及一种用于气相沉积的均匀气流进气口装置及均匀进气的方法，属于利用气相沉积法生产热解氮化硼坩埚制品的技术领域。
背景技术
近年来，热解氮化硼由于其优异的性能如高热导率、电绝缘和强化学惰性等，而非常适于用作坩埚、高温夹具、电子元器件基板以及介电等用材料。化学气相沉积法(CVD)是生产热解氮化硼最常用的方法，且利用这种方法制得的热解氮化硼坩埚制品具有良好的可加工性，能很好地满足应用要求。目前，常用气相沉积炉包括炉体、加热体、进气口、出气口和模具，进气口在炉体的底部或顶部，出气口的位置与进气口相对，所述模具悬挂于旋转上，与外部的电机连接旋转，出气口的形状一般为喇叭口型，或者是有两个平行平面的立体喇叭口型，这类形状的进气口在生产板材或小尺寸坩埚制品时，对产品的均匀性影响不大；但在生产长度较长的热解氮化硼坩埚制品时，气体容易在模具靠近进气口的地方聚集，造成坩埚不同部位的厚薄不均。
发明内容
针对以上的技术不足，本发明提供一种用于气相沉积的均匀气流进气口装置。
本发明还提供一种在气相沉积反应中利用上述进气口装置均匀进气的方法。
本发明的技术方案如下：
一种用于气相沉积的均匀气流进气口装置，包括设有进气孔的原料气体混合腔、与混合腔相连通的出气通道，所述出气通道为两个，该两个出气通道的出气方向相同且长度不同，该两个出气通道的长度比例为1∶0.3～0.6。
在混合腔内，且在两个出气通道与混合腔相连的位置设置有导流板，所述导流板分别与两个出气通道相连。
所述的导流板的截面形状为直角扇形，所述直角扇形导流板的直角边与长度较短的出气通道相连，所述直角扇形导流板的圆弧边与长度较长的出气通道相连。
所述的均匀气流进气口装置外形整体呈“L”形。
所述进气孔的进气方向与所述两个出气通道的出气方向相同，所述进气孔与所述直角扇形导流板相对设置；所述的进气孔为圆孔。
所述两个出气通道分别为长方体形。
所述两个出气通道的长度比例优选为1∶0.4～0.5。
更为优选的，其中较长出气通道的长度为气相沉积炉内的模具长度的一半。对于不同长度的坩埚，两个出气通道的长度比例可根据具体情况做些微调整，保持合适的比例能够保证气体沉积的均匀性，得到厚度一致的产品。
一种在气相沉积反应中利用上述进气口装置均匀进气的方法，包括将上述的进气口装置置于气相沉积炉进气口位置，并使气相沉积炉内模具距离所述进气口装置中长度较短的出气通道口2厘米～3厘米，长度较长的出气通道则位于模具的一侧。长度较短出气通道在模具的下方；模具悬挂在旋转盘的周边上，而长出气通道则位于模具的中部的一侧。
一种在气相沉积反应中利用上述进气口装置均匀进气的方法，在气相沉积炉底部设置三个进气口，在中间的进气口为本发明所述的均匀气流进气口装置，两边分别为现有的喇叭形进气口，将模具置于气相沉积炉中，距离进气口装置中较短的出气通道口2厘米～3厘米。该方法用于气相沉积生产长度8厘米～24厘米的制品。
所述制品包括坩埚。
本发明特别适合化学气相沉积法(CVD生产热解氮化硼产品，所述原料气体是氨和气态卤化硼的蒸气，温度1600～2000℃，气相沉积炉炉压在100～800Pa)气体反应后沉积在模具上得到氮化硼坩埚产品。
本发明的技术特点及优良效果：
本发明特别设计两个长度不等的出气通道，气相沉积所用的反应气体通过进气孔进入混合腔，沿所述两个出气通道向沉积炉内的模具出气，由于所述两个出气通道的长度不同，较长的出气通道引导气体流向模具的中部，气体出来后可以均匀分散沉积到模具的各个部位上，避免了坩埚较长时，气体聚集在坩埚底部，难以到达上部沉积的缺陷，大大提高生产坩埚制品的成品率。此外，在两个出气通道之间设置扇形导流板，使混合腔内的气体可以在导流板的作用下平缓均匀分配至两个出气通道之中。
本发明解决了反应气体在模具表面沉积不均的问题，使生产出的坩埚制品各部位的壁厚更加均匀：本发明通过分散进气流，使气相沉积炉内气体分布更加均匀，明显改善了长度较长坩埚制品在生产时出现的壁厚不均匀现象，操作简单易行。
附图说明
图1为本发明的外部结构示意图；
图2为本发明的剖视图；
图3为实施例5的结构示意图。
在图1-3中，1、进气孔；2、混合腔；3、出气通道(长)；4、出气通道(短)；5、直角扇形导流板；6、进气方向；7、出气方向；8、传统的喇叭形进气口。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。
实施例1、
参见图1-2，一种用于气相沉积的均匀气流进气口装置，其外形整体呈“L”形，该进气口装置包括设有圆孔形进气孔1的原料气体混合腔2、与混合腔2相连通的长方体形出气通道3、4，该两个出气通道的出气方向相同且长度不同，该两个出气通道的长度比例为1∶0.4。
在混合腔2内，且在两个出气通道3、4与混合腔2相连的位置设置有导流板，所述导流板分别与两个出气通道相连；所述的导流板的截面形状为直角扇形，所述直角扇形导流板5的直角边与长度较短的出气通道4相连，所述直角扇形导流板5的圆弧边与长度较长的出气通道3相连。
所述进气孔1的进气方向与所述两个出气通道3、4的出气方向相同，所述进气孔1与所述直角扇形导流板5相对设置。所述较长出气通道3的长度为气相沉积炉内的模具长度的一半。
实施例2、
如实施例1所述的进气口装置，所不同之处在于：所述两个出气通道3、4的长度比例为1∶0.5。
实施例3、
一种在气相沉积反应中利用上述进气口装置均匀进气的方法，包括将上述的进气口装置置于气相沉积炉进气口位置，并使气相沉积炉内模具距离所述进气口装置中长度较短的出气通道口2厘米，长度较长的出气通道3则位于模具的一侧。
实施例4、
如实施例3所述的进气口装置，所不同之处在于：所述气相沉积炉内模具距离所述进气口装置中长度较短的出气通道口3厘米，长度较长的出气通道3则位于模具的一侧。
实施例5、
一种在气相沉积反应中利用上述进气口装置均匀进气的方法，参见图3。在气相沉积炉底部设置三个进气口，中间的进气口为实施例1所述的均匀气流进气口装置，两侧的进气口分别为现有的喇叭形进气口8，所述喇叭形进气口8的高度与所述进气口装置中长度较短的出气通道4的高度相同，将模具置于气相沉积炉中，距离进气口装置中较短的出气通道口2厘米。该方法用于气相沉积生产长度为8厘米～24厘米的较长制品。所述制品包括坩埚。
对比例
在气相沉积炉底部设置三个喇叭形进气口8：模具的型号、数量及炉内其它器件的放置，工艺参数等条件与实施例5相同。
对比结果：利用实施例1所述进气口装置生产氮化硼坩埚产品，得到的氮化硼坩埚产品各个部位的壁厚均匀，均匀性好，产品的性能提高；而利用对比例所得到的氮化硼坩埚产品的底部及下部的壁厚明显较上部大，差值大约在0.3-0.5mm，产品的均匀性差。

Claims (10)

1.一种用于气相沉积的均匀气流进气口装置，其特征在于，该进气口装置包括设有进气孔的原料气体混合腔、与混合腔相连通的出气通道，所述出气通道为两个，该两个出气通道的出气方向相同且长度不同，该两个出气通道的长度比例为1：0.3～0.6。
2.根据权利要求1所述的进气口装置，其特征在于，在混合腔内，且在两个出气通道与混合腔相连的位置设置有导流板，所述导流板分别与两个出气通道相连。
3.根据权利要求2所述的进气口装置，其特征在于，所述的导流板的截面形状为直角扇形，所述直角扇形导流板的直角边与长度较短的出气通道相连，所述直角扇形导流板的圆弧边与长度较长的出气通道相连。
4.根据权利要求1所述的进气口装置，其特征在于，所述的均匀气流进气口装置外形整体呈“L”形。
5.根据权利要求3所述的进气口装置，其特征在于，所述进气孔的进气方向与所述两个出气通道的出气方向相同，所述进气孔与所述直角扇形导流板相对设置；所述的进气孔为圆孔。
6.根据权利要求1所述的进气口装置，其特征在于，所述两个出气通道分别为长方体形。
7.根据权利要求1所述的进气口装置，其特征在于，所述两个出气通道的长度比例为1：0.4～0.5。
8.根据权利要求1所述的进气口装置，其特征在于，其中较长出气通道的长度为气相沉积炉内的模具长度的一半。
9.一种在气相沉积反应中利用权利要求1所述进气口装置均匀进气的方法，包括将上述的进气口装置置于气相沉积炉进气口位置，并使气相沉积炉内模具距离所述进气口装置中长度较短的出气通道口2厘米～3厘米，长度较长的出气通道则位于模具的一侧。
10.一种在气相沉积反应中利用权利要求1所述进气口装置均匀进气的方法，在气相沉积炉底部设置三个进气口，在中间的进气口为所述进气口装置，两边分别为现有的喇叭形进气口，喇叭形进气口的高度与所述进气口装置中长度较短出气通道的高度相同，将模具置于气相沉积炉中，距离进气口装置中较短的出气通道口2厘米～3厘米。
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