[發(fā)明專利]雙溫場化學(xué)氣相沉積裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710135279.4
• 申請日: 2007-11-15
• 公開（公告）號: CN101158033A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳諾夫;尹志崗;陳晨龍;阮紹林;阮正亞;韓正國
• 申請（專利權(quán)）人: 常州英諾能源技術(shù)有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/54
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所
• 代理人: 王凌霄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種在耐溫較低的基體上生長反應(yīng)溫度較高的薄膜材料的設(shè)備。

背景技術(shù)

化學(xué)氣相沉積技術(shù)是廣泛應(yīng)用于材料制備領(lǐng)域的一種方法，按照生長源材料的不同又可以分為一般的化學(xué)氣相沉積(CVD)和金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)。利用化學(xué)氣相沉積方法既可以制備薄膜材料，又可以制備體材料。例如，制備高純硅材料的西門子方法實(shí)際上就是利用化學(xué)氣相沉積技術(shù)，在加熱的硅棒上使三氯氫硅和氫氣發(fā)生還原反應(yīng)，制備高純硅棒。

美國專利US4981102中公開的一種熱壁化學(xué)氣相沉積(CVD)反應(yīng)器是有一加熱的襯里用于使硅氣體物中的硅沉積在內(nèi)表面上，該反應(yīng)器可被循環(huán)至高熱從而為熔融流出熔化硅，或者它可通過一反應(yīng)器上的大門被打開從而移走襯里，因此沉積硅可從襯里的內(nèi)表面被移走用作大塊多晶硅錠。這種方法對于異質(zhì)結(jié)材料生長，特別是生長基體耐溫較低，而反應(yīng)溫度較高的異質(zhì)結(jié)材料生長是不適合的

在申請?zhí)栔泄剂艘环N在反應(yīng)器內(nèi)的中央安裝加熱器，在加熱器的外部有硅中心管，在硅中心管的內(nèi)部安裝加熱器，也是一種以基體加熱的化學(xué)氣相沉積方法，首先加熱的是硅中心管，從中心輻射到整個(gè)反應(yīng)室中使硅氣體得到加熱，并且首先在硅中心管附近發(fā)生反應(yīng)，硅不但沉積在硅中心管上，還沉積在中間管上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明的目的在于提供一種新的用于制備薄膜材料的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，克服傳統(tǒng)化學(xué)氣相沉積方法只有基體加熱，在基體表面或基體附近進(jìn)行反應(yīng)生長的不足。提供一種雙溫場化學(xué)氣相沉積裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供的一種雙溫場化學(xué)氣相沉積裝置，反應(yīng)器是由進(jìn)氣機(jī)構(gòu)、反應(yīng)加熱爐、基體加熱爐和基體儲存箱共同構(gòu)成密閉空間，進(jìn)氣機(jī)構(gòu)安裝在反應(yīng)加熱爐的外殼上，在反應(yīng)加熱爐的外壁與水冷裝置相接觸，基體通過反應(yīng)加熱爐與基體加熱爐之間的空隙。

本發(fā)明中反應(yīng)加熱爐內(nèi)的加熱裝置是電阻式加熱器，安裝在反應(yīng)加熱爐的內(nèi)壁附近，能保持加熱器的加熱穩(wěn)定，同時(shí)能夠有效地控制和穩(wěn)定氣體的加熱溫度，使氣體反應(yīng)穩(wěn)定連續(xù)的發(fā)生。

本發(fā)明中反應(yīng)加熱爐的一端是密閉的進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，另一端是開口的對應(yīng)生長基體，使反應(yīng)加熱爐內(nèi)的加熱的反應(yīng)氣體能到達(dá)加熱的基體表面進(jìn)行沉積。

本發(fā)明中基體加熱爐的加熱裝置是電阻式加熱器或電感式加熱器，安裝在與基體較近的部位，電阻式加熱器和電感式加熱器的加熱效率高，且能均勻的加熱基體材料。

本發(fā)明中反應(yīng)加熱爐的加熱裝置和基體加熱爐的加熱裝置的溫度控制裝置是獨(dú)立的裝置，加熱溫度控制區(qū)間在0～1500℃，溫度控制精度±0.1℃。

本發(fā)明中基體通過反應(yīng)加熱爐與基體加熱爐之間的空隙，基體兩端通過張緊輪安裝在基體儲存箱內(nèi)的卷筒上，卷筒轉(zhuǎn)動帶動基體運(yùn)動，使生成物能連續(xù)的沉積在基體上。基體的溫度有基體加熱爐控制，可以低于反應(yīng)溫度，使基體不受高溫的破壞。

本發(fā)明中在反應(yīng)器中材料生長基體的材料可以是硅晶體也可以是不銹鋼箔、鋁箔、玻璃、陶瓷和塑料材料，基體的結(jié)構(gòu)形狀可以是分離片狀材料，也可以是連續(xù)帶狀材料。

本發(fā)明中雙溫場化學(xué)氣相沉積裝置的反應(yīng)器的內(nèi)腔的形狀可以是圓柱體、橢圓柱體、球體、橢球體、棱柱體或不同腔體組合成的復(fù)合體形狀。

本發(fā)明中真空反應(yīng)室壁采用不銹鋼材料或石英材料制成。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明所提供的雙溫場化學(xué)氣相沉積裝置與傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積裝置相比，具有功能更多、用途更廣的優(yōu)點(diǎn)。采用本發(fā)明可以在耐溫較低的基體上生長反應(yīng)溫度較高的材料，更有利于異質(zhì)結(jié)材料生長。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1.反應(yīng)加熱爐，2.水冷裝置，3.電阻式加熱器，4.進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，5.基體加熱爐，6.電感式加熱器，7.基體，8.基體儲存箱，9.張緊輪，10.卷筒。

具體實(shí)施方式

實(shí)例一：