[實用新型]一種碳化鉭涂層的高溫CVD制備裝置

有效

• 申請號: 201520806732.X
• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN205152327U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 張麗;賴占平;齊海濤;徐永寬;王利杰;程紅娟;洪穎;史月增;張志欣
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十六研究所
• 主分類號: C23C16/32
• 分類號: C23C16/32;C23C16/455
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 胡京生

技術領域

本實用新型涉及一種碳化物涂層的高溫CVD裝置，特別涉及一種碳化鉭涂層的高溫CVD制備裝置。

背景技術

碳化鉭涂層是一種重要的高強度、耐腐蝕和化學穩定性好的高溫結構材料，其熔點高達4273K℃^.，是耐溫最高的幾種化合物之一。它具有優異的高溫力學性能、抗高速氣流的沖刷性能、抗燒蝕性能，并與碳材料具有良好的化學相容性及機械相容性。碳化鉭涂層在高于2000℃時仍然穩定存在，而SiC涂層在1200-1400℃開始分解。在外延過程中，TaC涂層對H₂、HCl、NH₃具有優異的耐受性，可完全保護石墨基體材料，適用于GaNLEDs和SiC功率器件的MOCVD等外延技術領域。

目前最常用的做法是利用化學氣相沉積原理，在碳材料上沉積碳化鉭涂層，所用到的化學反應體系是TaCl₅、C₃H₆、H₂和Ar，其中Ar作為稀釋和攜帶氣體，化學反應式如下：TaCl₅+1/3C₃H₆+3/2H₂TaC+5HCl。然而，目前裝置的最高溫度在1400℃左右，反應溫度的局限性使得沉積表面游離碳堆積，導致碳化鉭涂層偏離化學計量比，涂層致密度低等缺點。另外，當作為碳源的烴、炔類（C₃H₆）物質以及H₂大量進入系統時，高溫下存在一定的危險性，從而增加系統設計的難度和復雜度。

發明內容

鑒于現有技術存在的問題，本實用新型提供一種碳化鉭涂層的高溫CVD制備裝置，采用化學氣相沉積過程，在最高溫度可達2000℃以上沉積碳化鉭涂層，所用到的體系為鉭氣態化合物、Ar和石墨基體，具體技術方案是，一種碳化鉭涂層的高溫CVD制備裝置，包括上法蘭、感應線圈、保溫層、石英壁、下法蘭、石墨坩堝、石墨構件、石墨支架、石英支撐管、抽真空裝置、進氣裝置，其特征在于：石墨坩堝的頂端和底端、保溫層頂端和底端、上法蘭都開有直徑不同的中心通孔，下法蘭偏離中心處有一通孔，抽真空裝置與下法蘭的通孔相連接，石英支撐管固定在下法蘭的上表面，石墨坩堝的外側包裹保溫層，保溫層放置在石英支撐管上固定，石墨坩堝的底端放置石墨支架，石墨構件放置在石墨支架的卡槽內，石英壁套裝在保溫層外，進氣裝置與上法蘭的中心通孔相連接，進氣裝置內有兩條進氣管，一端分別與鉭氣態化合物與氬氣的混合氣體和稀釋氬氣兩路氣體聯通，氣體流速由流量計控制，另一端插入石墨坩堝內，上法蘭、石英壁、下法蘭固定在一起，構成封閉空間，感應線圈設置在石英壁外。

本實用新型的技術效果是氣路裝置結構簡單，操作安全便捷，保證石墨與鉭氣態化合物在2000℃以上的溫度下充分反應，表層生成致密光潔的碳化鉭涂層。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構剖面圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

如圖1所示，一種碳化鉭涂層的高溫CVD制備裝置，包括上法蘭1、感應線圈2、保溫層3、石英壁4、下法蘭5、石墨坩堝6、石墨構件7、石墨支架8、石英支撐管9、抽真空裝置10、進氣裝置11，石墨坩堝6的頂端和底端、保溫層3頂端和底端、上法蘭1都開有直徑不同的中心通孔，下法蘭5偏離中心處有一通孔，抽真空裝置10與下法蘭5的通孔相連接，石英支撐管9固定在下法蘭5的上表面，石墨坩堝6的外側包裹保溫層3，保溫層3放置在石英支撐管9上固定，石墨坩堝6的底端放置石墨支架8，石墨構件7放置在石墨支架8的卡槽內，石英壁4套裝在保溫層3外，進氣裝置11與上法蘭1的中心通孔相連接，進氣裝置11內有兩條進氣管，一端分別與鉭氣態化合物與氬氣的混合氣體a和稀釋氬氣b兩路氣體聯通，氣體流速由流量計控制，另一端插入石墨坩堝6內，上法蘭1、石英壁4、下法蘭5固定在一起，構成封閉空間12，感應線圈2設置在石英壁4外。