高效節能硒化鋅氣相沉積爐的制作方法

本發明涉及一種硒化鋅合成裝置，特別涉及一種高效節能硒化鋅氣相沉積爐。

背景技術：

硒化鋅(ZnSe)材料是一種黃色透明的多晶材料，結晶顆粒大小約為70μm，透光范圍0.5-15μm。由化學氣相沉積(CVD)方法合成的硒化鋅基本不存在雜質吸收，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激光器系統中光學器件的首選材料。此外在其整個透光波段內，也是在不同光學系統中所普遍使用的材料。

化學氣相沉積(CVD)是利用化學氣相沉積原理，將參與化學反應的物質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區反應沉積，生成固態物質。為了得到工藝要求，此沉積過程一般需要連續工作兩天左右，為了更好的制備高質量的產品，沉積環境要求在非常潔凈的環境下進行。

其中硒化鋅制備過程是在圓筒形高溫正壓蒸發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℃的反應室里，進入到反應室中的硒蒸汽和鋅蒸汽開始實現氣相反應：Zn+Se＝ZnSe。

現有技術中關于氣相沉積的技術文獻也較多，例如申請號為201410040254.6的發明專利公開了一種化學氣相沉積設備，它包括殼體、反應系統以及位于殼體和反應系統之間的加熱元件，在殼體的內部設有反應系統，反應系統包括原料供應裝置和反應室，在原料供應裝置和反應室的殼體內壁上設有加熱元件，殼體包括殼本體和門，殼本體和門共同圍合成一內腔，所述內腔為長方體形狀，所述門能夠敞開或者封閉所述內腔的一個面。申請號為201521042165.1的實用新型專利公開了一種化學氣相沉積裝置，它包括加熱爐，加熱爐具有密閉的爐膛和設置在爐膛外周的加熱體，爐膛中部設置有熱電偶，爐膛具有氣體入口和氣體出口。

但是，現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氣體，這種方式導致反應氣體氣流分布不均勻，從而導致沉積質量差，同時由于氣流拱動較大，導致部分氣流直接通過出口排出而使部分氣體浪費，并且對環境污染嚴重。

技術實現要素：

本發明的目的在于：針對現有技術存在的問題，提供一種高效節能硒化鋅氣相沉積爐，能夠使反應氣體氣流分布均勻，提高沉積質量，減少反應氣體浪費。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

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

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

作為本發明的優選方案，所述內筒內壁上設有弧形擋板，所述弧形擋板沿通氣孔下沿設置且弧形擋板的開口傾斜向上設置。

作為本發明的優選方案，所述弧形擋板的寬度從上至下逐漸減小。

作為本發明的優選方案，所述爐本體內設有電加熱絲，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。

作為本發明的優選方案，所述爐本體還設有隔熱保溫層。

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

本發明的有益效果在于：

本發明在使用過程中，反應氣體Zn和Se通過反應氣體進氣管道進入到氣體分布裝置中，在螺旋導流板的作用下沿著空腔從上到下螺旋運動，并且內筒上設置有通氣孔，反應氣體Zn和Se通過通氣孔進入內筒內部進行反應；由于本發明采用從上到下的導氣方式，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，反應氣體Zn和Se在空腔內均勻混合，相對于現有技術中噴氣嘴直接噴射的方式，反應氣體氣流分布更加均勻，提高了沉積質量，同時減少了反應氣體的浪費，提高資源的利用率。

附圖說明

圖1為本發明的高效節能硒化鋅氣相沉積爐的結構示意圖；

圖2為本發明中氣體分布裝置部分的結構示意圖。

圖中標記：1-爐本體，2-反應氣體進氣管道，3-內筒，4-外筒，5-空腔，6-螺旋導流板，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。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細的描述。

實施例1

一種高效節能硒化鋅氣相沉積爐，包括爐本體1，所述爐本體1上設有反應氣體進氣管道2，所述爐本體1與尾氣處理系統連通，所述爐本體1內設有氣體分布裝置，所述氣體分布裝置包括內筒3和外筒4，所述內筒3套設在外筒4的內部并且內筒3與外筒4之間形成密封的空腔5，所述空腔5內設置有螺旋向下的螺旋導流板6，所述反應氣體進氣管道2與空腔5的上部連通，所述內筒3上設有若干通氣孔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℃，然后通入保護性載流氣體，反應氣體Zn和Se通過反應氣體進氣管道2進入到氣體分布裝置中，在螺旋導流板6的作用下沿著空腔5從上到下螺旋運動，并且反應氣體Zn和Se通過通氣孔7進入內筒3內部進行反應。

實施例2

本實施例在實施例1的基礎之上，所述螺旋導流板6連接在外筒4上，并且螺旋導流板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，因此適當減小空腔5下段螺旋導流板6的寬度，便于提高效率。

實施例3

本實施例在實施例1的基礎之上，所述內筒3內壁上設有弧形擋板8，所述弧形擋板8沿通氣孔7下沿設置且弧形擋板8的開口傾斜向上設置；所述弧形擋板8的寬度從上至下逐漸減小；弧形擋板8對通過通氣孔7進入內筒3的反應氣體有引導作用，使內筒3內的反應氣體分布更加均勻。

實施例4

本實施例在實施例1的基礎之上，所述爐本體1內設有電加熱絲，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還設有隔熱保溫層。

實施例5

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

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管通過參照本發明的優選實施例已經對本發明進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍。