[實用新型]一種改進型大尺寸樣品硒化處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220736551.0
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN203034096U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 李弢;華志強;吳云翼;郜健
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C23C16/52
• 分類號: C23C16/52;C23C16/30;G01N1/28
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉茵

技術領域

本實用新型涉及采用硒化方法制備功能薄膜材料的裝置。

背景技術

硒化物以及含有硫族(chacolgenide)、磷族(pnitide)元素的化合物材料具有豐富的功能，在先進電子、新能源電池、特種功能材料等方面具有廣泛應用。含有Se等硫族化合物以及磷族元素化合物的薄膜材料是重要的功能材料。

多種硫族和磷族化合物的共同特點是在較低溫度下可以產生元素的蒸汽，在一定的溫度下具有較高的活性可與多種元素產生反應，從而可以采用此種方法制備化合物薄膜材料。

硒化物薄膜的典型材料體系包括：CuInGaSe太陽能薄膜電池、FeSe等鐵硫族類超導薄膜材料、硒化物拓撲絕緣體材料等。在許多情況下，化合物薄膜的制備需要在大面積基體上制備，以滿足低成本和高效制備的需要。在相關裝置設計上，如美國Nebraska大學以及韓國的Se化裝置[Sang?Deok?Kim?etc.，Solar?EnergyMaterials&Solar?Cells，62(2000)，357-368]，均采用管式路內進行Se化裝置設計。北京有色金屬研究總院申請的專利《一種銅銦鎵硒太陽能電池吸收層均勻硒化裝置》(申請?zhí)枺?00820124582.4)內容涉及一種硒化處理裝置，但上述裝置的共同特點是：均采用整體加熱的方式進行Se化處理前驅膜，此時Se蒸汽的溫度與基底的溫度相同，或者即使略有不同，無法對兩個溫度進行單獨控制，從而獲得最佳工藝條件。

實用新型內容

針對現(xiàn)有技術的上述問題，本實用新型采用對基片加熱器和原料加熱裝置分別控溫的硒化裝置，對基片表面的Se化溫度進行精確控制。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型包括如下技術方案：

一種改進型大尺寸樣品硒化處理裝置，包括外殼1，原料容器2，原料加熱裝置3，基片支撐臺4，基片加熱器5，原料加熱裝置熱電偶6，基片加熱器熱電偶7和溫度顯示及控制裝置；

該外殼1為中空密閉容器；

該原料容器2設置在外殼1內，其中盛裝原料硒；原料容器2內具有原料加熱裝置3，該原料加熱裝置3上設置原料加熱裝置熱電偶6；

該基片支撐臺4放置于外殼1內，其上設置基片加熱器5，基片加熱器5上設置基片加熱器熱電偶7，基片放置在該基片加熱器5上；

該原料加熱裝置3，基片加熱器5，原料加熱裝置熱電偶6和基片加熱器熱電偶7分別與溫度顯示及控制裝置連接。

如上所述的裝置，優(yōu)選地，所述外殼1的側壁上設置補償加熱裝置8，該外殼1的內壁上設置補償加熱熱電偶9，兩者分別連接所述溫度顯示及控制裝置。

如上所述的裝置，優(yōu)選地，所述基片加熱器5的外徑為50～250cm。

如上所述的裝置，優(yōu)選地，所述外殼1為圓筒形，所述基片支撐臺4為圓柱形，放置在該外殼1的底部；在外殼1的內壁和基片支撐臺4的外側壁之間形成環(huán)形槽作為原料容器2，該原料加熱裝置3環(huán)設在該環(huán)形槽底部，在原料加熱裝置3上對稱設置至少一對原料加熱裝置熱電偶6。

如上所述的裝置，優(yōu)選地，所述外殼1由不銹鋼、石墨或石英材料制成。

如上所述的裝置，優(yōu)選地，所述基片為單晶氧化物基片、Si基片、陶瓷材料基片或半導體材料基片。

如上所述的裝置可作為蒸汽法制備硫族、磷族元素化合物薄膜的裝置，其中，所述原料容器2中盛裝砷、碲或銻原料。

如上所述的裝置可用于制備CuInGaSe薄膜太陽能電池材料或FeSe超導材料。

本實用新型的有益效果在于：該裝置將Se源加熱裝置和基片加熱器采用獨立控溫設計，可以保證Se源蒸發(fā)時蒸汽壓的可控性以及基片加熱時制備溫度與Se源蒸發(fā)溫度分別控制，從而將Se蒸汽壓與加熱制備溫度變?yōu)閮蓚€獨立的可控變量，從而為優(yōu)化薄膜制備工藝，提高工藝的可控性精度提供基礎，能夠制備高性能、低成本、大尺寸的硒化物薄膜。

附圖說明

圖1為實施例1硒化裝置的結構示意圖。

圖2為實施例1硒化裝置的俯視圖。

圖3為實施例2LaAlO₃基片上硒化物薄膜的XRD圖譜。

圖4為實施例3LaAlO₃基片上FeS為前驅膜的硒化物薄膜的XRD圖譜。

具體實施方式

下面通過實施例進一步描述本實用新型。這些實施例并非是對本實用新型的限制，任何等同替換或公知改變均屬于本實用新型保護范圍。

實施例1改進型大尺寸樣品硒化處理裝置