CN212713746U - 喷淋式进气cvd的垂直喷淋装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种喷淋式进气CVD的垂直喷淋装置，它包括喷淋管与喷淋头，喷淋管的下端部固定有喷淋头，喷淋管的中段为具有螺旋管结构的预热区，在喷淋头的底板上开设有喷淋孔。本实用新型安装使用后，气体充分预热，气相碳源垂在喷淋装置内充分预热，使其反应更充分。气源喷淋射出，使气相碳源作用在基底上时有股压力，压力可以通过调节喷淋时间和喷气压力来调节，使二维材料更好的反应。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种二维材料生长用装置，具体地说是一种喷淋式进气CVD的垂直喷淋装置。
背景技术
现在市面上的常规生长二维材料的做法是：系统有两个温区，低温区800℃，高温区850℃，在高温区的石英舟里面放催化剂和衬底硅片，然后通过可以控制各气体流量使其在低温区混合预热，扩散到高温区在催化剂的作用下反应然后沉积在个硅片表面。这种生长结构的优点是结构简单，生长操作方便。缺点是经过实践下来生长出来的二维材料的重复性很差并不高，而且生长出来的二维材料的质量也不好，单层多层也不可控。不够稳定性。具体原因碳源分子通过扩散的方式进入基底气流粘滞层，催化剂附近的碳源浓度和气相中存在偏差，导致催化剂利用率不高。
现有二维材料生长的碳源不能很好的沉积在硅片上，主要分析如下：气源预热不充分，气相碳源的流向没有导向不可控，碳源分子只能通过扩散的方式进入基底气流粘滞层，催化剂附近的碳源浓度和气相中存在偏差，导致催化剂利用率不高。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种在二维材料生长时气源预热充分、气相碳源的流向可控的喷淋式进气CVD的垂直喷淋装置。
按照本实用新型提供的技术方案，所述喷淋式进气CVD的垂直喷淋装置，它包括喷淋管与喷淋头，喷淋管的下端部固定有喷淋头，喷淋管的中段为具有螺旋管结构的预热区，在喷淋头的底板上开设有喷淋孔。
作为优选，所述预热区的内径小于喷淋管的上段内径，预热区的内径小于喷淋管的下段内径，喷淋管的上段与下段的内径相等。
作为优选，在喷淋管的上段的外圆上固定有安装盘。
作为优选，在从上往下的方向上，所述喷淋头的内径呈逐渐增大设置。
作为优选，所述喷淋孔的横截面积之和小于喷淋管的入口端面积。
本实用新型具有以下优点：
1、气体充分预热，气相碳源垂在喷淋装置内充分预热，使其反应更充分。
2、气源喷淋射出，使气相碳源作用在基底上时有股压力，压力可以通过调节喷淋时间和喷气压力来调节，使二维材料更好的反应。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型中喷淋头的剖视放大图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的喷淋式进气CVD的垂直喷淋装置，它包括喷淋管1与喷淋头2，喷淋管1的下端部固定有喷淋头2，喷淋管1的中段为具有螺旋管结构的预热区11，喷淋管1的上段与下段均为圆柱形直管，在喷淋头2的底板上开设有喷淋孔21。
所述预热区11的内径小于喷淋管1的上段内径，预热区11的内径小于喷淋管1的下段内径，喷淋管1的上段与下段的内径相等。
在喷淋管1的上段的外圆上固定有安装盘3。
在从上往下的方向上，所述喷淋头2的内径呈逐渐增大设置。
所述喷淋孔21的横截面积之和小于喷淋管1的入口端面积。
工作时，混合气体进入采用螺旋结构的预热区11，采用螺旋结构的预热区11不仅增加了混合气体路程，增加了受热面积和通过时间使混合气体得到充分预热，经过充分预热的混合气体通过喷淋孔21喷射到基底表面，形成一定的喷压，使气相浓度一致，提高催化剂利用率，从而提高二维材料的生长效率和质量。喷淋孔21的数量、大小、密度可根据工艺要求改变。
本实用新型与传统CVD设备水平进气不同，本实用新型采用垂直喷淋的方式进气，主要出于以下几点考虑：
1）气体均匀性进一步提高。反应气在经过喷淋头2的喷淋孔21时，气体会进一步混合，从而使气体均匀性进一步提高；
2）气体流速更快。在经过喷淋头2时，由于管径突然减少，气体在经过喷淋头2后会有一个明显的提速。通过控制喷淋头2上喷淋孔21的孔径大小以及数目，可以实现不同的速度差。当速度差较大时，待反应的气体直接垂直“喷射”到生长基底上。
3）基底附近气体粘滞状态改变。在常规CVD中，一般参与气相沉积的主要是扩散流，即气相分子通过扩散进入基底附近粘滞层，而反应产物以及一些部分反应的产物如∙CH3也处于粘滞层中，并可能再吸附到催化剂上导致催化剂中毒。而本实用新型使用“喷射”的方式，配合低压环境，能够大大减薄粘滞层的厚度，使不完全反应产物迅速脱离基底，从而提升催化剂本身活性时间。
Claims (5)
1.一种喷淋式进气CVD的垂直喷淋装置，其特征是：它包括喷淋管（1）与喷淋头（2），喷淋管（1）的下端部固定有喷淋头（2），喷淋管（1）的中段为具有螺旋管结构的预热区（11），在喷淋头（2）的底板上开设有喷淋孔（21）。
2.根据权利要求1所述的喷淋式进气CVD的垂直喷淋装置，其特征是：所述预热区（11）的内径小于喷淋管（1）的上段内径，预热区（11）的内径小于喷淋管（1）的下段内径，喷淋管（1）的上段与下段的内径相等。
3.根据权利要求2所述的喷淋式进气CVD的垂直喷淋装置，其特征是：在喷淋管（1）的上段的外圆上固定有安装盘（3）。
4.根据权利要求1所述的喷淋式进气CVD的垂直喷淋装置，其特征是：在从上往下的方向上，所述喷淋头（2）的内径呈逐渐增大设置。
5.根据权利要求1所述的喷淋式进气CVD的垂直喷淋装置，其特征是：所述喷淋孔（21）的横截面积之和小于喷淋管（1）的入口端面积。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202021104502.6U CN212713746U (zh) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | 喷淋式进气cvd的垂直喷淋装置 |
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| CN202021104502.6U CN212713746U (zh) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | 喷淋式进气cvd的垂直喷淋装置 |
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| CN (1) | CN212713746U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111560604A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-21 | 无锡盈芯半导体科技有限公司 | 喷淋式进气cvd的垂直喷淋装置 |
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2020
- 2020-06-15 CN CN202021104502.6U patent/CN212713746U/zh active Active
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| CN111560604A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-21 | 无锡盈芯半导体科技有限公司 | 喷淋式进气cvd的垂直喷淋装置 |
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