[发明专利]一种用于提升MOCVD沉积效率的生产工艺

说明书

本发明公开一种用于提升MOCVD沉积效率的生产工艺，包括第一道工艺：以第一方向作为带材的运动方向进行走带，沿第一方向上依次包括有放卷室、MOCVD沉积工艺室和收卷室；第二道工艺：调整走带方向，以与第一方向相反的第二方向为带材的运动方向进行走带；其中MOCVD沉积工艺室内设有第一挡板、喷淋头、加热弧形板和第二挡板，第一挡板和第二挡板沿第一方向相对且间隔设置在MOCVD沉积工艺室的两侧，第一挡板和第二挡板均位于带材之上，喷淋头和加热弧形板位于第一挡板与第二挡板之间且喷淋头位于加热弧形板之上。采用多道走带方向相反的沉积工艺，可以将生产效率提高至少50%以上。

技术领域

本发明涉及多超导材料技术领域，具体地涉及一种用于提升MOCVD沉积效率的生产工艺。

背景技术

超导带材中，REBCO超导层是电流传输层，是决定带材性能和成本的关键所在。目前，具备工业化制备YBCO超导层的方法有：脉冲激光沉积 (PLD)、金属有机沉积 (MOD)、反应共蒸发（RCE）和金属有机化学气相沉积 (MOCVD)。

方法的问题在于设备成本昂贵，且不适应大面积沉积生长。MOD方法难于增加膜的厚度，且薄膜表面粗糙度较大，孔洞及二次相较多。RCE符合低成本和高产率要求，但对REBCO薄膜中重掺杂条件下的钉扎纳米线的控制效果不佳。

作为化学气相沉积，其优势在于设备要求较低，适合大面积制备REBCO薄膜，且薄膜沉积速率快。鉴于MOCVD法在规模生产上的优势和较低的设备要求，使其仍然是最具潜力的超导带材制备方法。

为了适应超导电缆在某些领域的应用，需要制备临界电流足够高的超导带材。同时，某些应用对于带材的连续单根长度提出要求，不乏500米以上甚至千米级别的连续带材，这对于常规MOCVD生产工艺是很大的挑战。因此，后续出现了多道MOCVD法制备超导膜，以获得大电流和大长度的超导带材。

一次完整的MOCVD沉积需要经历墙体清理、化学源制备、抽真空、加热、沉积、降温、破真空等一系列操作，其中沉积在整个过程中可能只占一半左右的时间，而其余很大一部分时间会花在生产准备和腔体清理上。以至于，按以往的多道生产工艺过程，生产多道工艺的长带，生产效率极低。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明目的是提供一种用于提升MOCVD沉积效率的生产工艺，可以将生产效率提高至少50%以上。

本发明的技术方案是：

本发明的目的在于提供一种用于提升MOCVD沉积效率的生产工艺，包括：

第一道工艺：以第一方向作为带材的运动方向进行走带，沿所述第一方向上依次包括有放卷室、MOCVD沉积工艺室和收卷室；

第二道工艺：调整走带方向，以与第一方向相反的第二方向为带材的运动方向进行走带；

其中所述MOCVD沉积工艺室内设有第一挡板、喷淋头、加热弧形板和第二挡板，所述第一挡板和第二挡板沿所述第一方向相对且间隔设置在所述MOCVD沉积工艺室的两侧，所述第一挡板和第二挡板均位于带材之上，所述喷淋头和所述加热弧形板位于所述第一挡板与第二挡板之间且所述喷淋头位于所述加热弧形板之上。

优选地，在所述第一道工艺中，所述第一挡板下方为预沉积区，所述第二挡板下方为出沉积区；

在所述第二道工艺中，所述第二挡板下方为预沉积区，所述第一挡板下方为出沉积区；

所述预沉积区的温度要高于所述出沉积区的温度。

优选地，还包括第三道工艺，所述第三道工艺为重复第二道工艺步骤。

优选地，所述生产工艺在真空环境下进行。

优选地，在完成整个生产工艺后，降温后破真空，取出带材。

优选地，所述加热弧形板包括加热器和固定在所述加热器上方且位于沉积区内的弧形板，所述带材紧贴在所述弧形板的上表面而经过所述沉积区。