[发明专利]一种VAD制备高掺锗芯棒的装置及方法

权利要求书

1.一种VAD制备高掺锗芯棒的装置，包括沉积容腔、转轴、吊杆、靶棒、芯灯和包灯，转轴设置在沉积容腔上部可绕自身轴线转动并沿竖直方向上下移动，转轴下部装有吊杆，吊杆上安装有靶棒，芯灯和包灯安装在沉积容腔下部，其特征在于：所述芯灯和包灯的喷嘴为八层同心环结构，每层通有不同的气体；

制备高掺锗芯棒时，在吊杆上安装靶棒并置于沉积容腔内，使靶棒旋转；

将H₂和SiCl₄通入芯灯的第一喷嘴，H₂和GeCl₄通入芯灯的第二喷嘴，隔离气体Ar通入芯灯的第三、第五和第七喷嘴，助燃气体O₂通入芯灯的第四和第八喷嘴，助燃气体H₂通入芯灯的第六喷嘴，并在沉积容腔内点燃产生火焰，气相原料SiCl₄、GeCl₄、O₂在火焰中反应产生SiO₂、GeO₂粉尘，SiO₂、GeO₂粉尘沉积于靶棒的末端，形成芯层；

将H₂和SiCl₄通入包灯的第一喷嘴，燃烧气体H₂通入包灯的第二喷嘴，隔离气体Ar通入包灯的第三、第五和第七喷嘴，助燃气体O₂通入包灯的第四和第八喷嘴，助燃气体H₂通入包灯的第六喷嘴，并在沉积容腔内点燃产生火焰，气相原料SiCl₄、O₂在火焰中反应产生SiO₂粉尘，SiO₂粉尘附着在芯层外周，形成光学包层；

在转轴的升降带动下靶棒逐渐上升，沉积面始终保持在靶棒的末端，使得粉尘在靶棒末端连续沉积形成芯棒的松散体，当松散体达到设定长度时，关闭芯灯，包灯继续往下沉积直到将芯层全部包完为止；

由内而外第一层H₂流量每增大1L/min提高温度50.6℃，反之降低相应温度；由里而外第二层H₂流量每增大1L/min提高温度46℃，反之降低相应温度；由里而外第三层H₂流量每增大1L/min提高温度14.9℃，反之降低相应温度；由里而外第一层O₂流量每增大1L/min降低温度11.2℃，反之提高相应温度；由里而外第二层O₂流量每增大1L/min降低温度4.9℃，反之提高相应温度。

2.根据权利要求1所述的一种VAD制备高掺锗芯棒的装置，其特征在于：所述芯灯的喷嘴由内至外分为第一喷嘴至第八喷嘴，其通入的气体和流量分别为：

第一喷嘴：H₂0.25～0.35L/min，SiCl₄1.5～5L/min；

第二喷嘴：H₂2.5～4L/min，GeCl₄70～200mL/min；

第三喷嘴：Ar2～3L/min；

第四喷嘴：O₂12.5～15L/min；

第五喷嘴：Ar3～4L/min；

第六喷嘴：H₂13～16.5L/min；

第七喷嘴：Ar4～5L/min；

第八喷嘴：O₂13.5～18L/min。

3.根据权利要求1所述的一种VAD制备高掺锗芯棒的装置，其特征在于：所述包灯的喷嘴由内至外分为第一喷嘴至第八喷嘴，其通入的气体和流量分别为：

第一喷嘴：H₂2～5L/min，SiCl₄20～40L/min；

第二喷嘴：H₂4.5～7L/min；

第三喷嘴：Ar2～3L/min；

第四喷嘴：O₂25～30L/min；

第五喷嘴：Ar4～5L/min；

第六喷嘴：H₂35～50L/min；

第七喷嘴：Ar6～8L/min；

第八喷嘴：O₂35～50L/min。

4.根据权利要求1所述的一种VAD制备高掺锗芯棒的装置，其特征在于：所述靶棒为石英玻璃管。