高效節(jié)能硒化鋅氣相沉積爐的制作方法

本發(fā)明涉及一種硒化鋅合成裝置，特別涉及一種高效節(jié)能硒化鋅氣相沉積爐。

背景技術(shù)：

硒化鋅(ZnSe)材料是一種黃色透明的多晶材料，結(jié)晶顆粒大小約為70μm，透光范圍0.5-15μm。由化學(xué)氣相沉積(CVD)方法合成的硒化鋅基本不存在雜質(zhì)吸收，散射損失極低。由于對10.6μm波長光的吸收很小，因此成為制作高功率CO₂激光器系統(tǒng)中光學(xué)器件的首選材料。此外在其整個(gè)透光波段內(nèi)，也是在不同光學(xué)系統(tǒng)中所普遍使用的材料。

化學(xué)氣相沉積(CVD)是利用化學(xué)氣相沉積原理，將參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)加熱到一定工藝溫度，用惰性氣體載流的方法將它們引至反應(yīng)區(qū)反應(yīng)沉積，生成固態(tài)物質(zhì)。為了得到工藝要求，此沉積過程一般需要連續(xù)工作兩天左右，為了更好的制備高質(zhì)量的產(chǎn)品，沉積環(huán)境要求在非常潔凈的環(huán)境下進(jìn)行。

其中硒化鋅制備過程是在圓筒形高溫正壓蒸發(fā)殼體底部的圓形坩堝容器中放入原料鋅加熱成蒸汽，另一個(gè)圓形坩堝容器中放入硒加熱成蒸汽，以Ar為載體輸送到溫度高于950℃的反應(yīng)室里，進(jìn)入到反應(yīng)室中的硒蒸汽和鋅蒸汽開始實(shí)現(xiàn)氣相反應(yīng)：Zn+Se＝ZnSe。

現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于氣相沉積的技術(shù)文獻(xiàn)也較多，例如申請?zhí)枮?01410040254.6的發(fā)明專利公開了一種化學(xué)氣相沉積設(shè)備，它包括殼體、反應(yīng)系統(tǒng)以及位于殼體和反應(yīng)系統(tǒng)之間的加熱元件，在殼體的內(nèi)部設(shè)有反應(yīng)系統(tǒng)，反應(yīng)系統(tǒng)包括原料供應(yīng)裝置和反應(yīng)室，在原料供應(yīng)裝置和反應(yīng)室的殼體內(nèi)壁上設(shè)有加熱元件，殼體包括殼本體和門，殼本體和門共同圍合成一內(nèi)腔，所述內(nèi)腔為長方體形狀，所述門能夠敞開或者封閉所述內(nèi)腔的一個(gè)面。申請?zhí)枮?01521042165.1的實(shí)用新型專利公開了一種化學(xué)氣相沉積裝置，它包括加熱爐，加熱爐具有密閉的爐膛和設(shè)置在爐膛外周的加熱體，爐膛中部設(shè)置有熱電偶，爐膛具有氣體入口和氣體出口。

但是，現(xiàn)有的氣相沉積爐都是采用噴氣嘴直接噴射的方式通入反應(yīng)氣體，這種方式導(dǎo)致反應(yīng)氣體氣流分布不均勻，從而導(dǎo)致沉積質(zhì)量差，同時(shí)由于氣流拱動較大，導(dǎo)致部分氣流直接通過出口排出而使部分氣體浪費(fèi)，并且對環(huán)境污染嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種高效節(jié)能硒化鋅氣相沉積爐，能夠使反應(yīng)氣體氣流分布均勻，提高沉積質(zhì)量，減少反應(yīng)氣體浪費(fèi)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種高效節(jié)能硒化鋅氣相沉積爐，包括爐本體，所述爐本體上設(shè)有反應(yīng)氣體進(jìn)氣管道，所述爐本體與尾氣處理系統(tǒng)連通，所述爐本體內(nèi)設(shè)有氣體分布裝置，所述氣體分布裝置包括內(nèi)筒和外筒，所述內(nèi)筒套設(shè)在外筒的內(nèi)部并且內(nèi)筒與外筒之間形成密封的空腔，所述空腔內(nèi)設(shè)置有螺旋向下的螺旋導(dǎo)流板，所述反應(yīng)氣體進(jìn)氣管道與空腔的上部連通，所述內(nèi)筒上設(shè)有若干通氣孔。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述螺旋導(dǎo)流板連接在外筒上，并且螺旋導(dǎo)流板的寬度從上至下逐漸減小。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述內(nèi)筒內(nèi)壁上設(shè)有弧形擋板，所述弧形擋板沿通氣孔下沿設(shè)置且弧形擋板的開口傾斜向上設(shè)置。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述弧形擋板的寬度從上至下逐漸減小。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述爐本體內(nèi)設(shè)有電加熱絲，所述電加熱絲包括第一段加熱絲、第二段加熱絲和第三段加熱絲。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述爐本體還設(shè)有隔熱保溫層。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述尾氣處理系統(tǒng)包括依次連通的除塵器、水過濾裝置和抽真空系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明在使用過程中，反應(yīng)氣體Zn和Se通過反應(yīng)氣體進(jìn)氣管道進(jìn)入到氣體分布裝置中，在螺旋導(dǎo)流板的作用下沿著空腔從上到下螺旋運(yùn)動，并且內(nèi)筒上設(shè)置有通氣孔，反應(yīng)氣體Zn和Se通過通氣孔進(jìn)入內(nèi)筒內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)；由于本發(fā)明采用從上到下的導(dǎo)氣方式，氣體分布裝置上段的氣體流量大于氣體分布裝置下段的氣體流量，反應(yīng)氣體Zn和Se在空腔內(nèi)均勻混合，相對于現(xiàn)有技術(shù)中噴氣嘴直接噴射的方式，反應(yīng)氣體氣流分布更加均勻，提高了沉積質(zhì)量，同時(shí)減少了反應(yīng)氣體的浪費(fèi)，提高資源的利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的高效節(jié)能硒化鋅氣相沉積爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中氣體分布裝置部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記：1-爐本體，2-反應(yīng)氣體進(jìn)氣管道，3-內(nèi)筒，4-外筒，5-空腔，6-螺旋導(dǎo)流板，7-通氣孔，8-弧形擋板，9-除塵器，10-水過濾裝置，11-抽真空系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

實(shí)施例1

一種高效節(jié)能硒化鋅氣相沉積爐，包括爐本體1，所述爐本體1上設(shè)有反應(yīng)氣體進(jìn)氣管道2，所述爐本體1與尾氣處理系統(tǒng)連通，所述爐本體1內(nèi)設(shè)有氣體分布裝置，所述氣體分布裝置包括內(nèi)筒3和外筒4，所述內(nèi)筒3套設(shè)在外筒4的內(nèi)部并且內(nèi)筒3與外筒4之間形成密封的空腔5，所述空腔5內(nèi)設(shè)置有螺旋向下的螺旋導(dǎo)流板6，所述反應(yīng)氣體進(jìn)氣管道2與空腔5的上部連通，所述內(nèi)筒3上設(shè)有若干通氣孔7。

將鋅和硒分別加熱到700-750℃、300-350℃加熱成蒸汽，沉積爐加熱到900℃，然后通入保護(hù)性載流氣體，反應(yīng)氣體Zn和Se通過反應(yīng)氣體進(jìn)氣管道2進(jìn)入到氣體分布裝置中，在螺旋導(dǎo)流板6的作用下沿著空腔5從上到下螺旋運(yùn)動，并且反應(yīng)氣體Zn和Se通過通氣孔7進(jìn)入內(nèi)筒3內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)之上，所述螺旋導(dǎo)流板6連接在外筒4上，并且螺旋導(dǎo)流板6的寬度從上至下逐漸減小；由于空腔5上段的氣體流量大于空腔5下段的氣體流量，因此適當(dāng)減小空腔5下段螺旋導(dǎo)流板6的寬度，便于提高效率。

實(shí)施例3

本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)之上，所述內(nèi)筒3內(nèi)壁上設(shè)有弧形擋板8，所述弧形擋板8沿通氣孔7下沿設(shè)置且弧形擋板8的開口傾斜向上設(shè)置；所述弧形擋板8的寬度從上至下逐漸減?。换⌒螕醢?對通過通氣孔7進(jìn)入內(nèi)筒3的反應(yīng)氣體有引導(dǎo)作用，使內(nèi)筒3內(nèi)的反應(yīng)氣體分布更加均勻。

實(shí)施例4

本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)之上，所述爐本體1內(nèi)設(shè)有電加熱絲，所述電加熱絲包括第一段加熱絲、第二段加熱絲和第三段加熱絲；所述爐本體1還設(shè)有隔熱保溫層。

實(shí)施例5

本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)之上，所述尾氣處理系統(tǒng)包括依次連通的除塵器9、水過濾裝置10和抽真空系統(tǒng)11。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。