[发明专利]一种带有沉积载具的化学气相沉积炉及进行沉积的方法

权利要求书

1.一种带有沉积载具的化学气相沉积炉，其特征在于包括送粉装置(1)、进气管道(3)、炉体外壳(4)、刚玉管(5)、发热体(6)、沉积载具(7)和出气管道(8)；

沉积载具(7)位于刚玉管(5)内，刚玉管(5)置于炉体外壳(4)，且三者同轴；刚玉管(5)的中端外部设有发热体(6)，上端通过法兰(2)固定送粉装置(1)和进气管道(3)，下端通过法兰固定出气管道(8)；所述送粉装置(1)的中心送粉通孔与进气管道(3)、沉积载具(7)内腔以及出气管道(8)连通；所述沉积载具(7)包括同轴连接的空心圆柱状的上下导流柱、上下混气挡粉腔和上下沉积腔；上导流柱(9-1)位于沉积载具(7)上部，与上法兰相连，下导流柱(9-2)位于沉积载具(7)下部，与下法兰相连，上下混气挡粉腔和上下沉积腔依次上下设置在沉积载具(7)内腔；上导流柱(9-1)的通孔上端连通送粉装置(1)和进气管道(3)，下端连接上混气挡粉腔(10-1)，上混气挡粉腔(10-1)为下喇叭状连接下混气挡粉腔(10-2)的上端空腔，下混气挡粉腔(10-2)的空腔底部封闭，腔壁设有与上沉积腔(11-1)连通的竖直气孔，下混气挡粉腔(10-2)的下端与上沉积腔(11-1)的上端连接，上沉积腔(11-1)与下沉积腔(11-2)的连接部位设有锥梯形通孔，用于将气体汇聚到下沉积腔中样品上，下沉积腔(11-2)底部的通孔与出气管道(8)连通。

2.根据权利要求1所述带有沉积载具的化学气相沉积炉，其特征在于：所述下混气挡粉腔(10-2)和上沉积腔(11-1)以及下沉积腔(11-2)均为套筒模式，内筒壁面环形分布着圆孔。

3.根据权利要求1所述带有沉积载具的化学气相沉积炉，其特征在于：所述上沉积腔(11-1)锥梯形通孔的小端直径宽度为试样宽度的2/3～3/2。

4.一种采用权利要求1～3任一项所述带有沉积载具的化学气相沉积炉进行沉积的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将固态粉末前驱体置于送粉装置中，气态前驱体的管路与进气管道连通，被沉积的试样通过圆孔悬挂于载具沉积腔的内套筒中；

步骤2：将沉积载具放入炉体刚玉管内，将炉体内抽为负压状态，压力根据沉积需要而定；

步骤3：当沉积区升温至指定温度后，将气态前驱体通过进气管道向炉体内通入；启动送粉装置，将固态粉末前驱体送入炉体内；

固态粉末前驱体和气态前驱体先进入沉积载具的上导流柱，导流至混气挡粉腔内；未挥发的粉末掉落至下混气挡粉腔的底部，在高温下继续挥发；挥发成为气态的固态粉末前驱体，在混气挡粉腔内与通入的气态前驱体混合均匀，成为前驱体气体；前驱体气体通过下混气挡粉腔与上沉积腔连通的竖直气孔进入沉积腔内；

在上沉积腔内，前驱体气体裂解、反应，最终吸附并沉积在试样表面；未反应完的前驱体气体通过锥梯形通孔进入下沉积腔，继续在下沉积腔内悬挂的试样上沉积；之后，由下导流柱导出，被泵抽出炉体。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述试样包括碳化锆、碳化铪、碳化钽、硼化锆或硼化铪。