CN216192876U - 一种气相沉积系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气相沉积系统，包括：沉积炉，包括沉积室和第一加热器；抽真空装置，与所述沉积室连通；第一储料装置，设置有第一气体流量控制器，并与所述沉积室连通；第一载气源，提供用于携带所述第一储料装置中的原料气体进入所述沉积室的第一载气；第二储料装置，设置有第二气体流量控制器，并与所述沉积室连通；以及第二载气源，提供用于携带所述第二储料装置中的原料气体进入沉积室的第二载气。本实用新型的气相沉积系统能够通过气体流量控制器精确控制锌源蒸气的流量，从而精确控制锌源与硒源的比例，避免硒源的大过量通入，保证沉积室中温场稳定，较好地解决了应力问题，能够生产较大尺寸的硒化锌，满足生产需求。

Description

一种气相沉积系统

技术领域

本实用新型涉及气相沉积技术领域，具体涉及一种气相沉积系统。

背景技术

硒化锌(ZnSe)是一种优良的发光材料，其透光范围跨度从红外到可见光；具有发光效率高，吸收系数低且不易潮解的特点，并且具有良好的力学和热学性能，被广泛的用作红外探测、成像装置的窗口和透镜。目前工业上通常以硒化氢和高纯锌为原料，采用化学气相沉积法(CVD)制备硒化锌多晶。

现有的用于制备硒化锌的化学气相沉积系统包括化学气相沉积炉、抽真空装置、载气源和尾气处理系统。化学气相沉积炉包括：沉积室和设置在沉积室下方并与其连通的坩埚，坩埚用于放置固态高纯锌源。沉积室内设有沉积板或沉积衬底，硒化锌的沉积过程发生在该沉积板或沉积衬底上。沉积室与坩埚分别设有加热源，用于加热。载气源用于将硒化氢气体携带到沉积室中。

在以上气相沉积系统中，由于锌蒸气温度较高，难以通过流量控制法控制其流量。另外，以上气相沉积系统很难使锌蒸气在炉中扩散均匀并与硒化氢均匀混合，难于控制反应原料比例，导致硒化锌产品存在较多缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的至少一个技术问题，提供一种气相沉积系统，该系统能够精确控制锌源流量，从而精确控制锌源与硒源的比例，避免硒源的大过量通入，保证沉积室中温场稳定，较好地解决应力问题，能够生产较大尺寸的硒化锌，满足生产需求。

为了实现以上目的，本实用新型提供如下技术方案。

一种气相沉积系统，包括：

沉积炉，包括沉积室和第一加热器；

抽真空装置，与所述沉积室连通；

第一储料装置，设置有第一气体流量控制器，并与所述沉积室连通；

第一载气源，提供用于携带所述第一储料装置中的原料气体进入所述沉积室的第一载气；

第二储料装置，设置有第二气体流量控制器，并与所述沉积室连通；以及

第二载气源，提供用于携带所述第二储料装置中的原料气体进入沉积室的第二载气。

相比现有技术，本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的气相沉积系统采取低温加热方式即可将低沸点锌源转化为蒸气，相比现有技术的高温锌粉干锅加热过程降低了生产能耗；并且能够通过气体流量控制器精确控制锌源蒸气的流量，从而精确控制锌源与硒源的比例，避免硒源的大过量通入，保证沉积室中温场稳定，较好地解决了应力问题，能够生产较大尺寸的硒化锌，满足生产需求。

2、本实用新型的气相沉积系统的沉积室顶部设置有多个喷淋装置，用于将锌源和硒源喷淋到沉积室中并混合均匀。

3、本实用新型的气相沉积系统在沉积炉外加热锌源，取消了沉积室中的坩埚加热装置，从而简化了沉积炉。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型的气相沉积系统的结构示意图。

附图标记说明

100为沉积炉，101为沉积室，102为第一加热器，103为收尘室，104为第一喷淋装置，105为第二喷淋装置，200为抽真空装置，300为第一储料装置，301为第一气体流量控制器，302为储料器，303为第二加热器，400为第一载气源，500为第二储料装置，501为第二气体流量控制器，600为第二载气源，700为第一输送管路，800为第二输送管路，900为第三气体流量控制器，1000为第四气体流量控制器，1100尾气处理装置，1200为罩体，1300为缓冲罐，1400为收集罐。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

由于现有的气相沉积系统无法精确控制锌源的流量，为此，本实用新型提供一种改进型气相沉积系统。下面将结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的气相沉积系统包括：

沉积炉100，包括沉积室101和第一加热器102；

抽真空装置200，与沉积室101连通；

第一储料装置300，设置有第一气体流量控制器301，并与沉积室101连通；

第一载气源400，提供用于携带第一储料装置300中的原料气体进入沉积室101的第一载气；

第二储料装置500，设置有第二气体流量控制器501，并与沉积室连通101；以及

第二载气源600，提供用于携带第二储料装置500中的原料气体进入沉积室101的第二载气。

在一个具体实施方案中，第一载气源400通过第一管路连接装置连接在第一储料装置300和沉积室101之间的第一输送管路700上。所述第一管路连接装置可为三通阀等。优选地，在所述第一管路连接装置和沉积室101之间的第一输送管路700部分上设置有第三气体流量控制器900。

在一个具体实施方案中，第二载气源600通过第二管路连接装置连接在第二储料装置500和沉积室101之间的第二输送管路800上。所述第二管路连接装置可为三通阀等。优选地，在所述第二管路连接装置和沉积室101之间的第二输送管路800部分上设置有第四气体流量控制器1000。

在一个具体实施方案中，沉积室101顶部设置有多个第一喷淋装置104和多个第二喷淋装置105，用于将锌源气体与惰性气体的混合气体以及硒源气体与惰性气体的混合气体喷淋到沉积室101中并混合均匀，之后发生沉积反应。在一个具体实施方案中，第一喷淋装置104通过第一输送管路1200与第一储料装置300连通，第二喷淋装置105通过第二输送管路1300与第二储料装置600连通。第一喷淋装置104和第二喷淋装置105相互间隔地均匀分布在沉积室101的顶部，以使喷淋出的锌源气体和硒源气体混合均匀。第一喷淋装置104和第二喷淋装置105分别可为喷淋头(具有多个出液口)或喷嘴等。原料气体进入沉积室的方式不限于喷淋方式。

在一个具体实施方案中，第一储料装置300包括第一气体流量控制器301、储料器302和第二加热器303。储料器302用于提供锌源气体，所述锌源可为较低沸点的二烷基锌，如二甲基锌或二乙基锌。第二加热器303可以是水浴加热器、油浴加热器或电加热器等，用于将储料器302中的固态锌源转化为气态锌源。低沸点二烷基锌气体由于温度较低，因此可以利用第一气体流量控制器301控制流量。

在一个具体实施方案中，第一储料装置300位于沉积炉外。因此，本实用新型的沉积炉相比现有技术取消了沉积室中的坩埚加热装置，因而简化了沉积炉。

在本实用新型中，第一、第二、第三和第四气体流量控制器各自可为热式气体质量流量计、旋进漩涡流量计、涡轮流量计或涡街流量计等。

第一载气源400，提供用于携带第一储料装置300中的原料气体进入沉积室101的第一载气；第二载气源600，提供用于携带第二储料装置500中的原料气体进入沉积室101的第二载气。所述第一载气和所述第二载气均可为惰性气体如氩气、氦气或氮气等。在一个具体实施方案中，第一载气源400和第二载气源600均设置有气体流量控制器，用于控制第一载气和第二载气的流量。第一载气和第二载气可选用同样的惰性气体作为载气，通常使用氩气。

第二储料装置500设置有第二气体流量控制器501，并与沉积室连通101。第二储料装置500用于提供硒源气体，所述硒源气体通常为硒化氢气体。

在一个具体实施方案中，在第一输送管路和第二输送管路上且在靠近沉积室的位置分别设置有预热装置，用于将原料气体和惰性气体预热，以保证沉积室中温场稳定，从而更好地解决应力问题。所述预热装置可为电加热器等。

沉积炉100还可包括收尘室103。收尘室103设置在沉积室101上方并与其连通。

沉积室100底部设置有衬底，所述衬底可为石墨，如静等压石墨。硒化锌的沉积过程发生在该衬底上。

本实用新型的沉积系统还可包括尾气处理装置1100。尾气处理装置1100与抽真空装置200连通。

本实用新型的沉积系统还可包括：罩体1200，设置在收尘室103上方并与其连通；缓冲罐1300，设置于罩体1200和抽真空装置200之间并与收尘室103和抽真空装置200连通；收集罐1400，设置于缓冲罐1300的下方并与其连通。收集罐1400用于收集固态颗粒物等。

本实用新型通过精确控制锌源气体流量，从而精确控制了锌源与硒源的比例，避免硒源的大过量通入，保证沉积室中温场稳定，较好地解决了应力问题，可生产较大尺寸的硒化锌，满足生产需求。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种气相沉积系统，其特征在于，包括：

沉积炉，包括沉积室和第一加热器；

抽真空装置，与所述沉积室连通；

第一储料装置，设置有第一气体流量控制器，并与所述沉积室连通；

第一载气源，提供用于携带所述第一储料装置中的原料气体进入所述沉积室的第一载气；

第二储料装置，设置有第二气体流量控制器，并与所述沉积室连通；以及

第二载气源，提供用于携带所述第二储料装置中的原料气体进入沉积室的第二载气。

2.根据权利要求1所述的气相沉积系统，其特征在于，所述第一储料装置包括第一气体流量控制器、储料器和第二加热器。

3.根据权利要求1或2所述的气相沉积系统，其特征在于，所述第一载气源通过第一管路连接装置连接在所述第一储料装置和所述沉积室之间的第一输送管路上；所述第二载气源通过第二管路连接装置连接在所述第二储料装置和所述沉积室之间的第二输送管路上。

4.根据权利要求3所述的气相沉积系统，其特征在于，在所述第一管路连接装置和所述沉积室之间的所述第一输送管路部分上设置有第三气体流量控制器。

5.根据权利要求1或2所述的气相沉积系统，其特征在于，所述沉积室顶部设置有多个第一喷淋装置和多个第二喷淋装置；所述第一喷淋装置与所述第一储料装置连通，所述第二喷淋装置与所述第二储料装置连通。

6.根据权利要求5所述的气相沉积系统，其特征在于，所述第一喷淋装置和所述第二喷淋装置相互间隔地均匀分布在所述沉积室的顶部。

7.根据权利要求5所述的气相沉积系统，其特征在于，所述第一喷淋装置和所述第二喷淋装置分别为喷淋头或喷嘴。

8.根据权利要求3所述的气相沉积系统，其特征在于，在所述第一输送管路和所述第二输送管路上且在靠近沉积室的位置分别设置有预热装置，用于将原料气体和惰性气体预热。

9.根据权利要求1或2所述的气相沉积系统，其特征在于，所述第一储料装置位于所述沉积炉外部。

10.根据权利要求1或2所述的气相沉积系统，其特征在于，还包括尾气处理装置，其与所述抽真空装置连通。

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