[發明專利]一種生長納米晶硅粉體的方法

有效

• 申請號: 201110202753.7
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102320606A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 于威;徐艷梅;王新占;詹小舟;傅廣生
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: C01B33/03
• 分類號: C01B33/03;B82Y40/00
• 代理公司: 石家莊匯科專利商標事務所 13115
• 代理人: 王琪

1.一種生長納米晶硅粉體的方法，其特征在于包括以下步驟：

A、從進氣管道（2）向反應腔（1）中通入混合氣體，流量比例為：氬氣30-150sccm，硅烷0.8-1.3sccm，氫氣1-10sccm，其中，氬氣為工作氣體，硅烷、氫氣為反應氣體；

B、通過射頻源（6）向豎直設置的一對電極（9）中輸入射頻交流電，使得工作氣體放電，在做為電極阻擋層的石英片（10）之間形成等離子體區（11）；

C、所述反應氣體在等離子體區（11）被等離子分解，分解的碎片形成納米晶硅核；

D、通過流量表（14）調整通入的氣體的流量L和/或通過真空泵（7）調整反應腔（1）的壓強P，即可控制反應氣體流經等離子區（11）的時間，通過控制停留時間t來控制生長納米晶硅顆粒的大小，所述停留時間t與氣體流量L和反應腔壓強P的關系為：

，其中，P₀為標準大氣壓，V為反應腔體積；

E、所述的納米晶硅顆粒隨著氣流流出等離子區（11）后停止生長，在收集網（5）上進行收集，得到粒度分布均勻的納米晶硅粉體。

2.根據權利要求1所述的一種生長納米晶硅粉體的方法，其特征在于：步驟A中所述混合氣體比例為：氬氣80sccm，硅烷1.3sccm，氫氣10sccm，氣體總流量主要依靠氬氣流量調節。

3.根據權利要求1所述的一種生長納米晶硅粉體的方法，其特征在于：步驟B中所述射頻交流電的頻率為13.56?MHz，功率為18-100?W。

4.根據權利要求1所述的一種生長納米晶硅粉體的方法，其特征在于：所述反應腔（1）的壓強P為100-3000帕。

5.權利要求1所述生長納米晶硅粉體使用的裝置，其特征在于：包括反應腔（1），設置在反應腔（1）頂部的進氣管道（2），設置在反應腔（1）底部的收集腔（3），位于反應腔（1）外部的射頻源（6），以及設置在收集腔（3）內部的收集網（5）；一對電極（9）在反應腔（1）中豎直設置，電極（9）對應的兩端固定有充當介質阻擋層的石英片（10）形成一對平行板，所述收集腔（3）的底部連接有真空泵（7），位于收集腔（3）的內部且在收集網（5）的下面設有可調擋板（8）。

6.根據權利要求5所述的生長納米晶硅粉體使用的裝置，其特征在于：所述進氣管道（2）上設置有流量表（14），進氣管道（2）的內部套裝有用以限流的石英導流管（4）。

7.根據權利要求5所述的生長納米晶硅粉體使用的裝置，其特征在于：所述電極（9）為外部包有一層絕緣體的鋁棒，鋁棒的內部設有用以通冷卻水以防鋁棒過熱燒毀的盲孔。

8.根據權利要求5所述的生長納米晶硅粉體使用的裝置，其特征在于：所述反應腔（1）與收集腔（3）之間設有防止納米晶硅粉體飄散的玻璃限流管（12）。

9.根據權利要求5所述的生長納米晶硅粉體使用的裝置，其特征在于：所述收集網（5）為不銹鋼網。

10.根據權利要求5所述的生長納米晶硅粉體使用的裝置，其特征在于：所述收集腔（3）的外部設有測其內部氣壓的壓強表（13）。