[發(fā)明專利]中溫化學(xué)氣相沉積氮化鈦涂層的裝置及方法

在審

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• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113046723A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱權(quán);李象遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34;C23C16/44
• 代理公司: 成都瑞創(chuàng)華盛知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51270
• 代理人: 鄧瑞;辜強(qiáng)

1.中溫化學(xué)氣相沉積氮化鈦涂層的裝置，其特征在于：包括氨氣輸送裝置、四氯化鈦輸送裝置、反應(yīng)器以及反應(yīng)器加熱裝置，所述氨氣輸送裝置與反應(yīng)器連接，所述四氯化鈦輸送裝置通過連接管與反應(yīng)器連接，所述連接管設(shè)有加熱器，所述反應(yīng)器內(nèi)放置目標(biāo)樣件；所述氨氣輸送裝置向反應(yīng)器輸送氨氣，所述四氯化鈦輸送裝置向反應(yīng)器輸送四氯化鈦，所述反應(yīng)器加熱裝置對反應(yīng)器進(jìn)行加熱，所述反應(yīng)器內(nèi)以氨氣和四氯化鈦對目標(biāo)樣件進(jìn)行沉積反應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中溫化學(xué)氣相沉積氮化鈦涂層的裝置，其特征在于：所述反應(yīng)器包括內(nèi)管和外管，所述內(nèi)管伸入外管內(nèi)部，所述內(nèi)管在外管內(nèi)的軸向長度小于外管的軸向長度，所述目標(biāo)樣件置于外管內(nèi)部未伸入內(nèi)管處，所述內(nèi)管連接氨氣輸送裝置或四氯化鈦輸送裝置中的一個(gè)，所述外管連接氨氣輸送裝置或四氯化鈦輸送裝置中的另一個(gè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中溫化學(xué)氣相沉積氮化鈦涂層的裝置，其特征在于：所述內(nèi)管連接氨氣輸送裝置，所述外管連接四氯化鈦輸送裝置。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中溫化學(xué)氣相沉積氮化鈦涂層的裝置，其特征在于：所述目標(biāo)樣件與內(nèi)管在外管內(nèi)的端部之間的距離超過3厘米。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中溫化學(xué)氣相沉積氮化鈦涂層的裝置，其特征在于：所述內(nèi)管在外管內(nèi)的端部與外管內(nèi)目標(biāo)樣件處經(jīng)反應(yīng)器加熱裝置加熱處于恒溫狀態(tài)，所述內(nèi)管在外管內(nèi)的端部與外管內(nèi)目標(biāo)樣件處之間的外管內(nèi)經(jīng)反應(yīng)器加熱裝置加熱處于恒溫狀態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的中溫化學(xué)氣相沉積氮化鈦涂層的裝置，其特征在于：所述氨氣輸送裝置通過第一混氣罐連接到反應(yīng)器，所述四氯化鈦輸送裝置通過第二混氣罐連接到反應(yīng)器，所述第二混氣罐設(shè)有加熱器，所述第一混氣罐與第二混氣罐均連接有保護(hù)氣輸送裝置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中溫化學(xué)氣相沉積氮化鈦涂層的裝置，其特征在于：所述保護(hù)氣輸送裝置包括依次連接的保護(hù)氣氣源罐、減壓閥、保護(hù)氣干燥器、針型閥、質(zhì)量流量控制器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的中溫化學(xué)氣相沉積氮化鈦涂層的裝置，其特征在于：所述氨氣輸送裝置包括依次連接的氨氣氣源罐、減壓閥、氨氣干燥器、針型閥以及質(zhì)量流量控制器；所述四氯化鈦輸送裝置包括依次連接的載氣氣源罐、減壓閥、載氣干燥器、針型閥、質(zhì)量流量控制器以及四氯化鈦蒸發(fā)器。

9.中溫化學(xué)氣相沉積氮化鈦涂層的方法，其特征在于包括以下步驟：

S1：對目標(biāo)樣件進(jìn)行預(yù)處理；

S2：將目標(biāo)樣件置于反應(yīng)器，將反應(yīng)器所處環(huán)境調(diào)整為達(dá)到目標(biāo)溫度的恒溫環(huán)境；

S3：將TiCl₄的傳輸管路調(diào)整為達(dá)到特定溫度的恒溫狀態(tài)；

S4：以載氣將TiCl₄蒸汽通入反應(yīng)器中，并向反應(yīng)器中通入氨氣進(jìn)行沉積反應(yīng)；

S5：所述沉積反應(yīng)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后，停止通入載氣、TiCl₄蒸汽以及氨氣。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的中溫化學(xué)氣相沉積氮化鈦涂層的方法，其特征在于：所述步驟S2中，將反應(yīng)器所處環(huán)境調(diào)整為達(dá)到目標(biāo)溫度的恒溫環(huán)境之前，先向反應(yīng)器中通入保護(hù)氣，并在后續(xù)步驟中持續(xù)通入保護(hù)氣。