專利名稱：制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及制備熱解氮化硼制品的設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐。
背景技術(shù)：
熱解氮化硼(簡稱PBN)具有純度高、無毒、耐高溫、耐酸堿、耐鹽及耐有機溶劑、性質(zhì)穩(wěn)定；在高溫下與絕大多數(shù)熔融金屬、半導(dǎo)體材料不潤濕、不反應(yīng)；電絕緣性能好和高溫下無雜質(zhì)揮發(fā)；抗熱震性優(yōu)異、熱導(dǎo)性好和熱膨脹系數(shù)低；電阻高、介電強度高、介電常數(shù)小、磁損耗正切低并且具有良好的透微波和紅外線性能等等諸多優(yōu)點。被廣泛用作半導(dǎo)體單晶及II1-V族化合物合成用的坩堝、基座；原位合成砷化鎵、磷化銦、磷化鎵等單晶的液封直拉法系列坩堝；分子束外延(MBE)用的系列坩堝；垂直梯度凝固法(VGF)、垂直布氏(VB)法系列坩堝；熱解氮化硼/熱解石墨(PBN/PG)復(fù)合加熱器涂層；高溫絕緣流體噴嘴；石墨加熱器絕緣涂層；金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)系統(tǒng)絕緣板；異形坩堝及異形石墨件涂層；晶片退火工藝用復(fù)合加熱器等等。氣相沉積爐是制備熱解氮化硼制品的核心設(shè)備。為了達到熱解氮化硼的高溫反應(yīng)條件，確保制備高純度熱解氮化硼制品，氣相沉積爐內(nèi)的溫度會持續(xù)保持在1800 2000°C。氣相沉積爐的外殼為鋼材料制成，鋼質(zhì)外殼內(nèi)具有碳纖維或陶瓷等高性能隔熱保溫材料構(gòu)成的保溫隔熱層，從而保證了氣相沉積爐的沉積腔內(nèi)足夠的反應(yīng)溫度，同時也限制了外殼的表面溫度，避免溫度過高而造成人員傷害或設(shè)備損壞等安全事故。一般來說，要求外殼表面溫度不超過50°C。外殼一般為夾層結(jié)構(gòu)，采用循環(huán)冷卻水的方式進行降溫?，F(xiàn)有的氣相沉積爐為了保持沉積腔內(nèi)的反應(yīng)溫度，多采用增加保溫層厚度來實現(xiàn)。但同時會增加氣相沉積爐的體積，使之變得笨重。另外通過增加循環(huán)冷卻水的循環(huán)速度以達到降低表面溫度的目的。同樣也存在著能源消耗增加，成本增加等問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的氣相沉積爐存在的諸多問題，本實用新型的設(shè)計人依靠多年的工作經(jīng)驗和豐富的專業(yè)知識積極加以研究和創(chuàng)新，最終研發(fā)出一種制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐，可有效保持沉積腔內(nèi)的溫度。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型提供了一種制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐，可有效保持沉積腔內(nèi)的溫度。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了如下技術(shù)方案制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐，由爐體和爐蓋構(gòu)成，所述爐體由內(nèi)至外依次為具有沉積腔的石墨筒、加熱器、保溫隔熱層和具有夾層的外殼，石墨筒上設(shè)有石墨蓋，所述保溫隔熱層為具有中空部的夾層結(jié)構(gòu)。進一步，所述爐體底部和/或爐體側(cè)壁設(shè)有進氣口，所述進氣口為由不同原料氣體進入的氣管內(nèi)外同心環(huán)套而成的套管進氣口。[0009]進一步，所述爐體底部和爐體側(cè)壁分別設(shè)有多個進氣口。進一步，所述套管進氣口由2-3個氣管環(huán)套而成，內(nèi)部的氣管的端面和與其相鄰的外部的氣管的端面不在同一平面，端面之間的垂直距離不大于50_。進一步，所述保溫隔熱層為碳纖維或陶瓷材料制成。進一步，所述爐蓋由外層的鋼質(zhì)殼體和內(nèi)層的保溫隔熱層構(gòu)成，保溫隔熱層為具有中空部的夾層結(jié)構(gòu)。進一步，所述爐蓋上具有出氣口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于本實用新型的制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐通過在保溫隔熱層內(nèi)設(shè)置中空部使直接熱傳導(dǎo)變?yōu)檩椛錈醾鲗?dǎo)，增加了保溫效果。另外，在生產(chǎn)過程中可對該環(huán)空抽真空，進一步阻止熱傳導(dǎo)，提高保溫效果。

圖1為本實用新型的制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
圖1為本實用新型的制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐的結(jié)構(gòu)剖圖。如圖1所示，制備熱解氮化硼制品用的具有相變保溫層的氣相沉積爐，由爐體和爐蓋構(gòu)成，爐體由內(nèi)至外依次為具有沉積腔101的石墨筒1、加熱器2、碳纖維或陶瓷材料制成的保溫隔熱層3和具有夾層的外殼4。石墨筒I上設(shè)有石墨蓋9，保溫隔熱層3為具有中空部6的夾層結(jié)構(gòu)。爐體底部和爐體側(cè)壁分別設(shè)有進氣口 5。進氣口 5為由不同原料氣體進入的氣管內(nèi)外同心環(huán)套而成的套管進氣口。設(shè)置在爐體底部和設(shè)置在爐體側(cè)壁的進氣口 5的個數(shù)均為多個。爐體側(cè)壁的進氣口5在爐體側(cè)壁上均勻分布。這樣，進入到沉積腔內(nèi)的反應(yīng)氣體分布更加均勻，反應(yīng)生成的熱解氮化硼能夠均勻地沉積在模具表面。套管進氣口由2-3個氣管環(huán)套而成，內(nèi)部的氣管的端面和與其相鄰的外部的氣管的端面不在同一平面，端面之間的垂直距離不大于50mm。根據(jù)不同需求確定內(nèi)部的氣管的端面伸出或縮入與其相鄰的外部的氣管的端面，同樣根據(jù)不同的需求確定端面間的距離。反應(yīng)氣體在進入到沉積腔內(nèi)一段時間后才混合，避免了靠近進氣口的模具上沉積過多的熱解氮化硼。本實施例中給出的是兩個氣管環(huán)套而成，用于分別導(dǎo)入兩種原料氣體。當(dāng)然也可是三個氣管環(huán)套而成，除導(dǎo)入兩種原料氣體之外，其中一個氣管用于導(dǎo)入氮氣等保護氣體。外殼4內(nèi)的夾層中通入循環(huán)冷卻水進行降溫。外殼4上具有循環(huán)冷卻水的入口 41和出口 42。爐蓋由外層的鋼質(zhì)殼體7和內(nèi)層的由碳纖維或陶瓷制成的保溫隔熱層8構(gòu)成。保溫隔熱層8為具有中空部的夾層結(jié)構(gòu)。同樣，外層的鋼質(zhì)殼體7也為夾層結(jié)構(gòu)，夾層內(nèi)入循環(huán)冷卻水進行降溫。其上設(shè)有循環(huán)冷卻水出、入口(圖中未示出)。爐蓋上具有出氣口 10。圖中未示出的氣相沉積爐應(yīng)有的其他部件在現(xiàn)有技術(shù)中均可得知，在此不在贅述。本實用新型的制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐在使用時，原料氣體同時從底部和側(cè)壁進入沉積腔內(nèi)，使原料氣體在沉積腔內(nèi)濃度均勻。從而使生成的熱解氮化硼均勻地沉積在模具表面，提高了合格率和產(chǎn)品質(zhì)量。以上實施例僅為本實用新型的示例性實施例，不用于限制本實用新型，本實用新型的保護范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實用新型的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)，對本實用新型 做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐，由爐體和爐蓋構(gòu)成，其特征在于，所述爐體由內(nèi)至外依次為具有沉積腔的石墨筒、加熱器、保溫隔熱層和具有夾層的外殼，石墨筒上設(shè)有石墨蓋，所述保溫隔熱層為具有中空部的夾層結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐，其特征在于，所述爐體底部和/或爐體側(cè)壁設(shè)有進氣口，所述進氣口為由不同原料氣體進入的氣管內(nèi)外同心環(huán)套而成的套管進氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐，其特征在于，所述爐體底部和爐體側(cè)壁分別設(shè)有多個進氣口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐，其特征在于，所述套管進氣口由2-3個氣管環(huán)套而成，內(nèi)部的氣管的端面和與其相鄰的外部的氣管的端面不在同一平面，端面之間的垂直距離不大于50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐，其特征在于，所述保溫隔熱層為碳纖維或陶瓷材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐，其特征在于，所述爐蓋由外層的鋼質(zhì)殼體和內(nèi)層的保溫隔熱層構(gòu)成，保溫隔熱層為具有中空部的夾層結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐，其特征在于，所述爐蓋上具有出氣口。
專利摘要本實用新型公開了一種制備熱解氮化硼制品用的環(huán)空保溫氣相沉積爐，由爐體和爐蓋構(gòu)成，所述爐體由內(nèi)至外依次為具有沉積腔的石墨筒、加熱器、保溫隔熱層和具有夾層的外殼，石墨筒上設(shè)有石墨蓋，所述保溫隔熱層為具有中空部的夾層結(jié)構(gòu)。所述爐體底部和/或爐體側(cè)壁設(shè)有進氣口，所述進氣口為由不同原料氣體進入的氣管內(nèi)外同心環(huán)套而成的套管進氣口。所述爐體底部和爐體側(cè)壁分別設(shè)有多個進氣口。所述套管進氣口由2-3個氣管環(huán)套而成，內(nèi)部的氣管的端面和與其相鄰的外部的氣管的端面不在同一平面，端面之間的垂直距離不大于50mm。本實用新型的氣相沉積爐保溫效果好。
文檔編號C23C16/34GK202865334SQ20122042945
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者何軍舫, 王軍勇 申請人:北京博宇半導(dǎo)體工藝器皿技術(shù)有限公司