[發明專利]軸向沉積摻雜裝置、粉末棒的制備方法

有效

• 申請號: 202010664962.2
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN113912279B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 鄭壘壘;陸偉;嚴人杰;錢宜剛;沈一春
• 申請（專利權）人: 中天科技精密材料有限公司
• 主分類號: C03B37/014
• 分類號: C03B37/014
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司 44334
• 代理人: 陳海云;許春曉

1.一種軸向沉積摻雜裝置，包括沉積腔體，懸掛于所述沉積腔體頂部中心處的吊桿，深入所述沉積腔體的吊桿自由端裝有靶棒，和設置在所述沉積腔體內的沉積摻雜機構，其特征在于：所述沉積摻雜機構包括集成有第一堿金屬霧化裝置的第一噴燈，所述第一堿金屬霧化裝置與所述第一噴燈導通，所述第一噴燈朝向所述靶棒設置；或者所述沉積摻雜機構包括相向設置的第二噴燈和第二堿金屬霧化裝置，及圍擋在所述第二噴燈和所述第二堿金屬霧化裝置周側的第一內部腔體，所述第一內部腔體的開口朝向所述靶棒設置；

所述第一噴燈設有九根同心導管依次徑向套疊，包括設置在最中心的芯導管、套設在所述芯導管上的第二導管、套設在所述第二導管上的第三導管、套設在所述第三導管上的第四導管、套設在所述第四導管上的第五導管、套設在所述第五導管上的第六導管、套設在所述第六導管上的第七導管、套設在所述第七導管上的第八導管和套設在所述第八導管上的第九導管；其中所述芯導管通入四氯化硅和四氯化鍺，或者通入四氯化硅、四氯化鍺和三溴化硼，沿著所述同心導管的徑向相鄰的兩導管之間分別通入氧氣、氬氣、氫氣、氬氣、氧氣、氬氣、霧化堿金屬溶液和氫氣；

所述芯導管、所述第二導管、所述第三導管和所述第四導管的出口端部齊平，所述第五導管在其延伸方向相對于所述芯導管的出口端部凸出20mm，所述第六導管、所述第七導管和所述第八導管的出口端部齊平且在其延伸方向相對于所述第五導管內縮10mm，所述第九導管在其延伸方向相對于所述第八導管內縮5mm。

2.根據權利要求1所述的軸向沉積摻雜裝置，其特征在于：所述沉積摻雜裝置還包括圍擋在所述第一噴燈周側的第二內部腔體，所述第一噴燈通過所述第二內部腔體的開口穩定地朝向所述靶棒進行沉積和摻雜。

3.根據權利要求1所述的軸向沉積摻雜裝置，其特征在于：所述軸向沉積摻雜裝置的原料管道與所述第一噴燈或所述第二噴燈連接處設有三溴化硼裝置，以鼓泡的方式將三溴化硼載入所述原料管道。

4.根據權利要求3所述的軸向沉積摻雜裝置，其特征在于：所述第一堿金屬霧化裝置或所述第二堿金屬霧化裝置包括超聲霧化器和霧化噴頭，所述超聲霧化器設有載氣管路，以通入載氣，所述載氣能夠攜帶所述超聲霧化器霧化的堿金屬溶液從所述霧化噴頭噴出。

5.根據權利要求3所述的軸向沉積摻雜裝置，其特征在于：所述第二噴燈設有第一旁路導管以通入氫氣、第二旁路導管以通入氧氣，及中心導管；所述中心導管通入四氯化硅和四氯化鍺，或者通入四氯化硅、四氯化鍺和三溴化硼。

6.根據權利要求1所述的軸向沉積摻雜裝置，其特征在于：所述第五導管在其延伸方向凸出于其余導管。

7.根據權利要求3所述的軸向沉積摻雜裝置，其特征在于：所述軸向沉積摻雜裝置還包括與所述第一噴燈或所述第二噴燈并排設置的若干第三噴燈，所述第三噴燈朝向所述靶棒設置。

8.根據權利要求7所述的軸向沉積摻雜裝置，其特征在于：所述軸向沉積摻雜裝置的原料管道與所述第三噴燈連接處設有三溴化硼裝置，以鼓泡的方式將三溴化硼載入所述原料管道。

9.一種粉末棒的制備方法，其特征在于，應用如權利要求1-8中任一項所述的軸向沉積摻雜裝置進行粉末棒的制備，包括以下步驟：

采用所述第一堿金屬霧化裝置或第二堿金屬霧化裝置霧化堿金屬溶液，以純度大于99.99％的氧氣為載氣從所述第一堿金屬霧化裝置或第二堿金屬霧化裝置的霧化噴頭噴出，設定載氣進氣溫度為50-60℃，霧化噴頭的溫度設定為80-100℃；

將第一噴燈噴出的霧化堿金屬溶液和原料反應后生成的二氧化硅，二氧化鍺和金屬鹽的氧化物噴出沉積在所述靶棒上；或者是將噴出的霧化堿金屬溶液和從第二噴燈噴出的原料反應后生成的二氧化硅，二氧化鍺和金屬鹽的氧化物通過所述第一內部腔體的開口噴出沉積在所述靶棒上；

所述吊桿旋轉上升，軸向沉積形成粉末棒。