[发明专利]一种复合式化学气相沉积碳化硅装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学气相沉积碳化硅装置，特别是涉及一种复合式化学气相沉积碳化硅装置，属于高温热处理设备。

背景技术

化学气相沉积炉是利用化学气相沉积(Chemical vapor deposition，CVD)的原理，将气态反应物质加热到一定的工艺温度下发生化学反应，从而在沉积炉内生成固态物质沉积在固态基体表面。碳化硅材料具有许多优异的机械和物理化学性能，如高的比强度和比模量、低密度、耐高温、抗氧化、半导体特性等，因而在高温结构及微电子领域备受关注。CVD是适合制备高质量碳化硅薄膜的一种工业化技术。甲基三氯硅烷(MTS)具有较高的蒸气压，能在较低的温度下进行沉积，并且由于分子中Si和C的原子比为1∶1，容易制备出化学计量的SiC涂层。因此在进行CVD方法制备SiC涂层时，常常以MTS为先驱体，氢气(H₂)为载气进行制备。在进行CVD SiC涂层工艺时，要求沉积炉内必须非常洁净，如果沉积炉有颗粒粉尘存在会影响SiC涂层质量。

目前，市场上大多数CVD炉是在真空炉基础上改造而成，沉积炉与真空泵直接连通。在进行一次SiC涂层沉积后，常常有部分MTS残留于炉体与管道之中，MTS是一种易燃，有燃烧爆炸危险的有毒物质。因此沉积一定次数后，管道内需要经常清理，避免爆炸危险发生。同时，沉积会造成部分粉尘进入真空泵内，污染真空泵油，真空泵也需要经常清理。因此，在生产过程中，工人劳动强度提高，成本也相应增加。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种复合式化学气相沉积碳化硅装置。

一种复合式化学气相沉积碳化硅装置，其特征在于包括用于进行化学气相沉积的主反应炉11以及用于消除多余三氯甲基硅烷的辅反应炉12，主反应炉11与辅反应炉12由管道13连通，辅反应炉12与真空系统16直接连通，沉积时主反应炉11与辅反应炉12气压均在100Pa以下。

主反应炉11可为一台，两台或三台，每台主反应炉11均与辅反应炉12之间单独连通。

主反应炉11采用电阻17加热，沉积时的温度范围为900℃～1600℃。

辅反应炉12采用感应线圈18加热，工作时温度范围为1800℃～2500℃。

辅反应炉内填充多孔碳毡15，作为感应线圈18的作用物质。

连通管道13为分离式组合结构，由法兰14连接。

真空系统16由两台并联工作的真空泵组成，两台真空泵之间有电磁阀连接，一个工作，一个备用。

本发明中主要优点是：(1)炉体与管道中残余的三氯甲基硅烷含量很低；(2)真空泵油中粉尘颗粒含量减少，延长了真空泵油使用时间，节约成本；(3)制备的碳化硅涂层质量好；(4)不仅用于制备碳化硅涂层，也可用于化学气相渗透制备纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料；(5)主辅反应炉中都可制取碳化硅涂层；(6)主反应炉中制取纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料；(7)辅反应炉制取的碳毡增强碳化硅陶瓷基复合材料经过粉碎后，可作为其他碳基材料的填料。

附图说明

图1为本发明的化学气相沉积装置结构示意图。

11为主反应炉，12为辅反应炉，13为连通管道，14为法兰，15为多孔碳毡，16为真空系统，17为加热电阻，18为感应线圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

参见图1，图1是本发明的化学气相沉积碳化硅装置结构示意图。所述的化学气相沉积装置主要包括用于进行化学气相沉积的主反应炉11、用于消除多余三氯甲基硅烷的辅反应炉12、与所述的辅反应炉12连通的真空系统16。所述的主反应炉11采用电阻17加热，沉积时的温度范围为1050℃。所述的辅反应炉12采用感应线圈18加热，工作时温度范围为2000℃，内部填充多孔碳毡15。所述的主反应炉11与辅反应炉12由连通管道13连通，连通管道13为分离式组合结构，通过法兰14连接。所述的真空系统16由两台并联工作的真空泵组成。沉积时主反应炉11与辅反应炉12气压均在100Pa以下。

上述仅为本发明的单个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。