CN209052765U - 化学气相沉积炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种化学气相沉积炉，其包括自下而上组装的用于盛放原料的一坩埚、配合坩埚使用的一坩埚盖、一沉积室、一收料盒、一导气管；所述沉积室由若干沉积板组成，所述沉积板均竖直放置，所述若干沉积板包括居于两侧的侧边板和位于两侧边板之间的居间板，所述居间板为双面沉积板，所述侧边板为单面沉积板，所述侧边板靠近居间板的一侧可沉积。本实用新型化学气相沉积炉，对沉积炉的沉积室进行了改进，增大了沉积室的沉积面积，进而提高了产品的转化率。

Description

化学气相沉积炉

技术领域

本实用新型涉及硒化锌的制备装置领域，尤其涉及一种化学气相沉积炉。

背景技术

化学气相沉积法（CVD）生长的硒化锌，具有极好的抗断裂强度和硬度，常应用于军用领域。硒化锌具有高的抗雨水侵蚀性、抗高速灰尘和颗粒磨损的性能，使它特别适合于用作安装在飞机机身外部的红外窗口。

硒化锌生产过程中采用化学气相沉积法，利用该方法生产的硒化锌纯度高、致密度高、光学性能高，但是此方法在生产过程中对工艺参数和设备要求较为严格，同时硒化锌在沉积的过程中，原料的利用率较低，按照目前所知的实验情况，原料的利用率仅在50%左右，多数作为粉尘或者尾气排出沉积室，化学气相沉积本身的原因以及化学气相沉积炉的沉积面积太小造成原料的利用率不高，现有技术，无法很好的增大沉积面积，未能提高产品的转换率。

针对此问题，本申请提出了一种具备单个沉积室多个沉积板双面沉积的化学气相沉积炉，该化学气相沉积炉很好的提高了产品的转换率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种提高了产品的转换率的化学气相沉积炉。

为实现前述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种化学气相沉积炉，其包括自下而上组装的用于盛放原料的一坩埚、配合坩埚使用的一坩埚盖、一沉积室、一收料盒、一导气管；所述沉积室包括若干沉积板，所述沉积板均竖直放置，所述若干沉积板包括居于两侧的侧边板和位于两侧边板之间的居间板，所述居间板为双面沉积板，所述侧边板为单面沉积板，所述侧边板靠近居间板的一侧可沉积。

作为本实用新型的进一步改进，所述沉积板采用等静压石墨制备而成。

作为本实用新型的进一步改进，所述坩埚盖上开设了连通坩埚和沉积室的若干第一通孔，所述收料盒上开设有连通沉积室和收料盒的一第二通孔，所述化学气相沉积炉还包括给坩埚加热的一第一加热器，所述收料盒内置一集尘室和盖设在集尘室上方的一集尘室盖板，所述集尘室盖板上开设连通集尘室和收料盒的一第三通孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述化学气相沉积炉还包括包覆于沉积室和收料盒以及部分导气管外的一第二加热器。

作为本实用新型的进一步改进，所述化学气相沉积炉还包括包覆于第一加热器和第二加热器外的一保温层。

作为本实用新型的进一步改进，所述化学气相沉积炉还包括包覆于保温层外的一水冷夹套。

作为本实用新型的进一步改进，所述化学气相沉积炉还包括嵌设于坩埚盖内且自坩埚盖向坩埚通气的一第一进气管以及嵌设于坩埚盖内且自坩埚盖向沉积室通气的一第二进气管，所述第一进气管上开设有若干第一进气孔，所述第二进气管上开设有若干第二进气孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述若干第一通孔之间等距离分布，所述第二进气孔之间等距离分布，所述若干第一通孔以及若干第二进气孔呈交错分布。

作为本实用新型的进一步改进，所述化学气相沉积炉还包括嵌设于坩埚盖内且自坩埚盖向坩埚通气的一第一进气管以及自水冷夹套外向沉积室通气的一第二进气管，所述第一进气管上开设有若干第一进气孔，所述第二进气管在沉积室内的部分上开设有若干第二进气孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二通孔、第三通孔以及导气管的中轴线位于同一直线上。

本实用新型化学气相沉积炉，对沉积炉的沉积室进行了改进，增大了沉积室的沉积面积，进而提高了产品的转化率。

附图说明

图1为本实用新型化学气相沉积炉的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型化学气相沉积炉100，其包括自下而上组装的用于盛放原料的一坩埚110、配合坩埚110使用的一坩埚盖111、一沉积室120、一收料盒130、一导气管140；沉积室120包括若干沉积板121，沉积板121均竖直放置，若干沉积板121包括居于两侧的侧边板121a和位于两侧边板121a之间的居间板121b，居间板121b为双面沉积板，侧边板121a为单面沉积板，侧边板121a靠近居间板的一侧可沉积。

沉积室120通过采用双面可沉积的居间板121b，大大的增加了沉积面积。在本实用新型的某些实施例中，沉积板121采用等静压石墨制备而成。

坩埚盖111上开设了连通坩埚110和沉积室120的若干第一通孔111a，收料盒130上开设有连通沉积室120和收料盒130的一第二通孔130a，化学气相沉积炉100还包括给坩埚110加热的一第一加热器160，收料盒130内置一集尘室150和盖设在集尘室150上方的一集尘室盖板151，集尘室盖板151上开设连通集尘室150和收料盒130的一第三通孔151a。

在本实施例中，本实用新型化学气相沉积炉100用于制备硒化锌粉体，化学气相沉积炉100还包括包覆于沉积室120、收料盒130、部分导气管140外的一第二加热器170，化学气相沉积炉100还包括包覆于第一加热器160和第二加热器外170的一保温层180，第二加热器170和保温层180分别起到加热和保温的作用。

化学气相沉积炉100还包括包覆于保温层180外的一水冷夹套190，水冷夹套190用于给化学气相沉积炉100降温。

化学气相沉积炉100还包括嵌设于坩埚盖111内且自坩埚盖111向坩埚110通气的一第一进气管（图上未示出）以及嵌设于坩埚盖111内且自坩埚盖111向沉积室120通气的一第二进气管（图上未示出），第一进气管上开设有若干第一进气孔112，第二进气管上开设有若干第二进气孔115。

在本实施例中，若干第一通孔111a之间等距离分布，第二进气孔115之间等距离分布，若干第一通孔111a以及若干第二进气孔115呈交错分布，交错分布的目的在于促进硒化氢和锌蒸气的充分混合，使得化学反应更为充分。

请参阅图1，第二通孔130a、第三通孔151a以及导气管140的中轴线位于同一直线A-A上，直线A-A也是化学气相沉积炉100的中轴线。

化学气相沉积炉100的主要部分的功能如下。

坩埚110：用来盛放原料锌，坩埚110的加热依靠第一加热器160，在生产过程中在坩埚110内装料固体原料锌，第一加热器160对坩埚进行加热，固体原料锌变成锌蒸汽通过第一通孔111a进入到沉积室120内进行反应。

坩埚盖111：坩埚盖111用来密封坩埚110、承担沉积室120和硒化锌产品的重量。

第一进气管：从炉体的侧面进气，采用圆管结构，在圆管的一侧均匀分布有第一进气孔112，第一进气孔112的数量和孔径与沉积室120尺寸进行匹配设计。

沉积室120：沉积室120为长方体结构，用于尽可能多的沉积粉体。

收料盒130：用来收集未沉积的硒化锌粉尘，收料盒130内置一集尘室150和盖设在集尘室150上方的一集尘室盖板151，生产过程中未沉积下来的硒化锌粉尘被气流夹带着进入到收料盒130，部分硒化锌粉尘会沉降到收料盒130里面，当气流进入到导气管140后端即沉积系统之外时，因温度降低，会急剧生成大量的粉尘降落到集尘室150里面，从而实现对硒化锌粉尘的多级收集，不仅降低后端收尘系统的压力，还能提高产品收率。

该化学气相沉积炉100的具体运行过程如下：将固体原料锌装到坩埚110里面，安装好坩埚盖111，将第一进气管、第二进气管管道嵌设好，安装好沉积室120、收料盒130以及导气管140等部件，启动与化学气相沉积炉配套的电气控制系统，供气系统、冷却系统、收尘系统、真空系统以及尾气处理系统，设置好生产程序，开启系统生产。在生产过程中硒化氢和氩气通过第二进气管均匀的直接进入到沉积室120内，保护气体氩气通过第一进气管进入到坩埚110内，氩气携带锌蒸气通过第一通孔111a进入到沉积室120内，与硒化氢在沉积室120里面相互反应生成硒化锌，大部分硒化锌沉积到沉积室120内，部分未沉积的硒化锌和未反应的硒化氢随着气流进入到收料盒130内，收料盒130和集尘室150对部分硒化锌粉尘进行收集，其余未收集下来的硒化锌粉尘进入到后端收尘系统进一步收集，尾气通过真空系统进入到尾气处理系统进行处理，达标外排。

值得注意的是，本化学气相沉积炉100主要用于硒化锌粉体的制备，其转化率达到了80%，相比于现有技术50%的转化率，转化率得到了提高；除此之外，还可以用于制备其他类似的粉体或晶体，如硫化锌等。

本实用新型化学气相沉积炉100，对沉积炉的沉积室进行了改进，增大了沉积室的沉积面积，进而提高了产品的转化率。

尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本实用新型的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (10)

1.一种化学气相沉积炉，其包括自下而上组装的用于盛放原料的一坩埚、配合坩埚使用的一坩埚盖、一沉积室、一收料盒、一导气管；其特征在于：所述沉积室包括若干沉积板，所述沉积板均竖直放置，所述若干沉积板包括居于两侧的侧边板和位于两侧边板之间的居间板，所述居间板为双面沉积板，所述侧边板为单面沉积板，所述侧边板靠近居间板的一侧可沉积。

2.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述沉积板采用等静压石墨制备而成。

3.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述坩埚盖上开设了连通坩埚和沉积室的若干第一通孔，所述收料盒上开设有连通沉积室和收料盒的一第二通孔，所述化学气相沉积炉还包括给坩埚加热的一第一加热器，所述收料盒内置一集尘室和盖设在集尘室上方的一集尘室盖板，所述集尘室盖板上开设连通集尘室和收料盒的一第三通孔。

4.根据权利要求3所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述化学气相沉积炉还包括包覆于沉积室和收料盒以及部分导气管外的一第二加热器。

5.根据权利要求4所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述化学气相沉积炉还包括包覆于第一加热器和第二加热器外的一保温层。

6.根据权利要求5所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述化学气相沉积炉还包括包覆于保温层外的一水冷夹套。

7.根据权利要求6 所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述化学气相沉积炉还包括嵌设于坩埚盖内且自坩埚盖向坩埚通气的一第一进气管以及嵌设于坩埚盖内且自坩埚盖向沉积室通气的一第二进气管，所述第一进气管上开设有若干第一进气孔，所述第二进气管上开设有若干第二进气孔。

8.根据权利要求7所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述若干第一通孔之间等距离分布，所述第二进气孔之间等距离分布，所述若干第一通孔以及若干第二进气孔呈交错分布。

9.根据权利要求8所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述化学气相沉积炉还包括嵌设于坩埚盖内且自坩埚盖向坩埚通气的一第一进气管以及自水冷夹套外向沉积室通气的一第二进气管，所述第一进气管上开设有若干第一进气孔，所述第二进气管在沉积室内的部分上开设有若干第二进气孔。

10.根据权利要求9 所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述第二通孔、第三通孔以及导气管的中轴线位于同一直线上。