[發(fā)明專利]一種碳碳坩堝溫差狹縫導(dǎo)流快速氣相沉積爐及其工藝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110043405.3
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112877671A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王金鐸;啜艷明;郭賓;胡士偉;周倩
• 申請（專利權(quán)）人: 河北順天新材料有限公司
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/46;C23C16/455;C30B35/00
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11818
• 代理人: 王振佳

1.一種碳碳坩堝溫差狹縫導(dǎo)流快速氣相沉積爐，包括內(nèi)室和外室，所述外室套設(shè)在所述內(nèi)室的外側(cè)，其特征在于：所述內(nèi)室的底部設(shè)有進氣口，其頂部設(shè)有蓋體，所述蓋體上設(shè)有與所述內(nèi)室連通的氣管，所述氣管的另一端與真空泵連接，所述外室的中間設(shè)有環(huán)形發(fā)熱體，所述內(nèi)室的中心設(shè)有石墨發(fā)熱體，所述石墨發(fā)熱體的外側(cè)套設(shè)有匹配的一體式碳碳套筒；

所述內(nèi)室內(nèi)設(shè)有套設(shè)在所述石墨發(fā)熱體外側(cè)的隔板，所述隔板用于對碳碳坩堝進行分隔，所述隔板上設(shè)有通孔，所述碳碳坩堝的內(nèi)層和外層均設(shè)有形狀匹配的石墨工裝，所述石墨工裝上設(shè)有若干通孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳碳坩堝溫差狹縫導(dǎo)流快速氣相沉積爐，其特征在于：所述內(nèi)室內(nèi)設(shè)有位于所述碳碳坩堝內(nèi)側(cè)的第一熱電偶和位于所述碳碳坩堝外側(cè)的第二熱電偶。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳碳坩堝溫差狹縫導(dǎo)流快速氣相沉積爐，其特征在于：所述石墨發(fā)熱體為棒狀分體結(jié)構(gòu)，所述石墨發(fā)熱體之間通過螺紋連接。

4.一種碳碳坩堝溫差狹縫導(dǎo)流快速氣相沉積工藝方法，其特征在于，步驟如下：

S1、在碳碳坩堝裝爐前，先將內(nèi)室內(nèi)石墨發(fā)熱體旋開拆除，碳碳坩堝內(nèi)、外均套有間隙5-8mm的帶孔石墨工裝，以石墨發(fā)熱體為中心，將坩堝及內(nèi)外層石墨工裝全部套裝在石墨發(fā)熱體外，不同層之間的坩堝由帶孔石墨隔板隔開，待坩堝裝爐完成后將內(nèi)室石墨發(fā)熱體旋接安裝，并將碳碳套筒套裝在石墨發(fā)熱體外；

S2、對內(nèi)室抽真空，并控制石墨發(fā)熱體和環(huán)形發(fā)熱體均勻升溫至內(nèi)室溫度950℃，之后控制元件控制環(huán)形發(fā)熱體適當降低功率，內(nèi)室石墨發(fā)熱體增大發(fā)熱功率，控制坩堝內(nèi)側(cè)溫度在20小時內(nèi)從950℃升溫至1050℃，坩堝內(nèi)壁側(cè)相對外壁側(cè)溫度高，從內(nèi)壁逐漸向中心沉積，沉積100小時后，停止內(nèi)室石墨發(fā)熱體功率，增大外室環(huán)形發(fā)熱體功率，在20小時內(nèi)坩堝外側(cè)處溫度升溫至1050℃，此時主要是坩堝外側(cè)沉積，沉積100小時后坩堝增密均勻密度達到1.5g/cm³；

S3、在整個沉積過程，碳源氣體(CH₄)從底部通入內(nèi)室，真空泵提供主要流動動力，坩堝內(nèi)、外帶孔石墨工裝導(dǎo)流碳源氣體從坩堝表面均勻流過，提高沉積效率及沉積均勻性。