本發(fā)明涉及一種利用化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)cvdzns塊體材料的設(shè)備，尤其是涉及一種雙面均勻沉積cvdzns塊體材料的設(shè)備。

背景技術(shù)：

硫化鋅(zns)多晶塊體材料是一種用途廣泛的寬帶隙ⅱ一vi族半導(dǎo)體光學(xué)材料，在8-12μm波段透過(guò)率高，熱等靜壓處理后可同時(shí)覆蓋可見(jiàn)、中遠(yuǎn)紅外波段，具有良好的多光譜特性和圖像傳輸性能。該材料生產(chǎn)成本低，硬度高，抗惡劣環(huán)境能力強(qiáng)，具有優(yōu)異的機(jī)械性能和光學(xué)性能，可以用來(lái)制作高速飛行器紅外窗口、紅外成像系統(tǒng)和多光譜精確制導(dǎo)系統(tǒng)的整流罩等。

目前，常用化學(xué)氣相沉積法(cvd)制備硫化鋅多晶塊體材料，采用的工藝是按一定化學(xué)計(jì)量配比向沉積室通入鋅蒸汽和硫化氫氣體，控制一定的溫度和真空度，使鋅和硫化氫發(fā)生化學(xué)沉積反應(yīng)生成硫化鋅多晶塊體材料沉積在沉積基板上。采用的設(shè)備結(jié)構(gòu)都是從沉積室頂部抽真空，使硫化鋅沉積在前后左右四塊沉積基板內(nèi)側(cè)上。硫化鋅多晶塊體材料沉積周期一般為15～30天，因國(guó)內(nèi)技術(shù)限制，沉積尺寸一般不超過(guò)400×400×20mm，受沉積周期和尺寸的限制及材料加工利用率的影響，普通cvd硫化鋅設(shè)備僅可以一次制備得到4塊硫化鋅多晶塊體材料，生產(chǎn)效率普遍不高。。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種雙面均勻沉積cvdzns塊體材料的設(shè)備，提出利用創(chuàng)新性的沉積基板結(jié)構(gòu)和噴嘴結(jié)構(gòu)，通過(guò)從沉積空間底部抽真空，控制氣流由下而上，再由上而下導(dǎo)流，使鋅蒸汽和硫化氫氣體均勻混合并沿沉積基板雙面均勻沉積，可一次制備得到9塊300×300×15mm的光學(xué)質(zhì)量均勻且厚度均勻的硫化鋅多晶塊體材料，既能制備出品質(zhì)好的硫化鋅多晶塊體材料，又可大大提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明采取的具體技術(shù)方案是一種雙面均勻沉積cvdzns塊體材料的設(shè)備，包括真空爐體、石墨加熱器、外沉積室、內(nèi)沉積室、支撐桿、鋅坩堝、鋅料稱(chēng)重臺(tái)、真空管道、鋅蒸汽管道、硫化氫氣體管道、氬氣管道、真空調(diào)節(jié)閥、粉塵過(guò)濾裝置、真空泵及尾氣吸收裝置；其特征在于，包括上部沉積區(qū)加熱系統(tǒng)和下部蒸發(fā)區(qū)加熱系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)精準(zhǔn)控溫，形成不同溫場(chǎng)，保證所需沉積溫度和鋅蒸發(fā)溫度；所述的外沉積室是由多塊石墨板組成的一個(gè)長(zhǎng)方體型沉積密閉空間，長(zhǎng)寬高的比例為1:1:1.25，由真空管道、鋅蒸汽管道及硫化氫氣體管道穿過(guò)底板，由多根石墨支撐桿支撐，支撐桿固定在爐體底部。所述的沉積室截面為正方形，確保四周氣流形態(tài)和速率一致；

所述的內(nèi)沉積室是由4塊沉積基板和底板組成的一個(gè)正方體型敞開(kāi)式沉積空間，長(zhǎng)寬高的比例為1:1:1，由4根石墨支撐桿支撐，支撐桿固定在外沉積室底板上。所述的沉積基板與外沉積室側(cè)板的距離為30～50mm,沉積基板與外沉積室頂板的距離為30～50mm，4塊沉積基板與外沉積室側(cè)板的距離相同，且與外沉積室頂板的距離相同。所述的內(nèi)沉積室底板內(nèi)部鏤空，設(shè)有鋅混氣室和硫化氫混氣室，鋅混氣室上部設(shè)有8個(gè)鋅噴嘴，按60×60mm的正方形均勻排布，硫化氫混氣室設(shè)有8個(gè)硫化氫噴嘴，按40×40mm的正方形均勻排布，鋅噴嘴和硫化氫噴嘴按沉積基板截面形狀緊密排布，使鋅蒸汽和硫化氫氣體混合均勻，以相同的速率，擴(kuò)散相同的距離，沿沉積基板均勻擴(kuò)散沉積。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，包括：2個(gè)坩堝，便于中間管路的排布，坩堝頂部留有加料口。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的真空管道穿過(guò)外沉積室底板，抽外沉積室和內(nèi)沉積室的真空，通過(guò)控制一定的真空度和噴氣量，使氣流從內(nèi)沉積室向外沉積室緩慢導(dǎo)流。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，輸送鋅蒸汽和氬氣的混合氣體。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，輸送硫化氫和氬氣的混合氣體。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，作為鋅蒸汽的載流氣體，另一路連接硫化氫氣體管道，作為硫化氫氣體的載流氣體。

本發(fā)明采用獨(dú)特的內(nèi)外雙沉積室結(jié)構(gòu)和自帶混氣室的一體噴嘴結(jié)構(gòu)，能夠保證硫化氫和鋅蒸汽均勻混合并沿沉積基板均勻擴(kuò)散導(dǎo)流沉積，可雙面均勻沉積cvd硫化鋅多晶塊體材料，一次制備得到9塊300×300×15mm的光學(xué)質(zhì)量均勻且厚度均勻的硫化鋅多晶塊體材料，相比普通cvd硫化鋅生產(chǎn)設(shè)備效率高，具有較高的實(shí)用價(jià)值，可大批量生產(chǎn)cvd硫化鋅多晶塊體材料。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式中，一種雙面均勻沉積cvdzns塊體材料的設(shè)備的示意圖；

圖2為本發(fā)明一種實(shí)施方式中，本發(fā)明一體式噴嘴結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖3為本發(fā)明一種實(shí)施方式中，本發(fā)明一體式噴嘴結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明氣體流型的簡(jiǎn)易示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1～4所示，本發(fā)明提供一種雙面均勻沉積cvdzns塊體材料的設(shè)備，包括真空爐體17、石墨加熱器16、外沉積室1、內(nèi)沉積室2、外沉積室支撐桿10、內(nèi)沉積室支撐桿6、鋅坩堝9、鋅料稱(chēng)重臺(tái)11、鋅料稱(chēng)重臺(tái)支撐桿12、真空管道18、鋅蒸汽管道8、硫化氫氣體管道13、第一路氬氣管道14、第二路氬氣管道15、真空調(diào)節(jié)閥19、粉塵過(guò)濾裝置20、真空泵21、尾氣吸收裝置22。其中，真空爐體17內(nèi)壁設(shè)置有2組石墨加熱器16，分為上部沉積區(qū)加熱器和下部蒸發(fā)區(qū)加熱器，分別對(duì)內(nèi)外沉積室區(qū)域和鋅坩堝區(qū)域進(jìn)行控溫；外沉積室1由4根石墨支撐桿10支撐，支撐桿固定在爐體底部；內(nèi)沉積室2由4根石墨支撐桿6支撐，支撐桿固定在外沉積室底板7上；內(nèi)沉積室底板3內(nèi)部鏤空設(shè)計(jì)有單獨(dú)的鋅混氣室4和硫化氫混氣室5，鋅混氣室4上部設(shè)有8個(gè)鋅噴嘴4′，按60×60mm的正方形均勻排布，硫化氫混氣室5設(shè)有8個(gè)硫化氫噴嘴5′，按40×40mm的正方形均勻排布；鋅坩堝9分為左右2個(gè)，均放置在鋅料稱(chēng)重臺(tái)11上，鋅料稱(chēng)重臺(tái)通過(guò)不銹鋼支撐桿12固定在真空爐體底部上，鋅坩堝側(cè)面上部連接有第一路氬氣管道14，頂部連接有鋅蒸汽管道8穿過(guò)外沉積室底板7連通鋅混氣室4，真空管道18連通外沉積室1，對(duì)內(nèi)外沉積室進(jìn)行抽真空，真空管道上依次連接有真空調(diào)節(jié)閥19、粉塵過(guò)濾裝置20、真空泵21及尾氣吸收裝置22，第二路氬氣管道15連接硫化氫管道13，硫化氫管道13穿過(guò)外沉積室底板7連通硫化氫混氣室5。

本發(fā)明采取的具體技術(shù)方案是一種雙面均勻沉積cvdzns塊體材料的設(shè)備，包括真空爐體、石墨加熱器、外沉積室、內(nèi)沉積室、支撐桿、鋅坩堝、鋅料稱(chēng)重臺(tái)、真空管道、鋅蒸汽管道、硫化氫氣體管道、氬氣管道、真空調(diào)節(jié)閥、粉塵過(guò)濾裝置、真空泵及尾氣吸收裝置；其特征在于，包括上部沉積區(qū)加熱系統(tǒng)和下部蒸發(fā)區(qū)加熱系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)精準(zhǔn)控溫，形成不同溫場(chǎng)，保證所需沉積溫度和鋅蒸發(fā)溫度；所述的外沉積室是由多塊石墨板組成的一個(gè)長(zhǎng)方體型沉積密閉空間，長(zhǎng)寬高的比例為1:1:1.25，由真空管道、鋅蒸汽管道及硫化氫氣體管道穿過(guò)底板，由多根石墨支撐桿支撐，支撐桿固定在爐體底部。所述的沉積室截面為正方形，確保四周氣流形態(tài)和速率一致；

所述的內(nèi)沉積室是由4塊沉積基板和底板組成的一個(gè)正方體型敞開(kāi)式沉積空間，長(zhǎng)寬高的比例為1:1:1，由4根石墨支撐桿支撐，支撐桿固定在外沉積室底板上。所述的沉積基板與外沉積室側(cè)板的距離為30～50mm,沉積基板與外沉積室頂板的距離為30～50mm，4塊沉積基板與外沉積室側(cè)板的距離相同，且與外沉積室頂板的距離相同。所述的內(nèi)沉積室底板內(nèi)部鏤空，設(shè)有鋅混氣室和硫化氫混氣室，鋅混氣室上部設(shè)有8個(gè)鋅噴嘴，按60×60mm的正方形均勻排布，硫化氫混氣室設(shè)有8個(gè)硫化氫噴嘴，按40×40mm的正方形均勻排布，鋅噴嘴和硫化氫噴嘴按沉積基板截面形狀緊密排布，使鋅蒸汽和硫化氫氣體混合均勻，以相同的速率，擴(kuò)散相同的距離，沿沉積基板均勻擴(kuò)散沉積。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，包括：2個(gè)坩堝，便于中間管路的排布，坩堝頂部留有加料口。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的真空管道穿過(guò)外沉積室底板，抽外沉積室和內(nèi)沉積室的真空，通過(guò)控制一定的真空度和噴氣量，使氣流從內(nèi)沉積室向外沉積室緩慢導(dǎo)流。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，輸送鋅蒸汽和氬氣的混合氣體。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，輸送硫化氫和氬氣的混合氣體。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，作為鋅蒸汽的載流氣體，另一路連接硫化氫氣體管道，作為硫化氫氣體的載流氣體。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。