[发明专利]一种化学水浴沉积设备和工艺

说明书

本发明实施例提供了一种化学水浴沉积设备和工艺，包括：所述加热装置分别通过管道与所述反应装置及所述泵送装置连接；所述泵送装置通过所述管道与所述反应装置连接；所述反应装置用于容纳反应液，使基板在反应液中沉积出CdS膜层；所述反应装置至少包括一个扩散器；所述扩散器的出口设置有流场调节组件；所述流场调节组件上具有多个通孔；所述流场调节组件用于调节所述通孔的孔径；所述加热装置用于加热所述反应液；所述泵送装置用于通过所述管道循环输送所述反应液。该流场调节组件通孔的孔径可以通过外部不接触磁场感应加热实时调节，从而控制反应液的局部流场，进而保证整个反应装置中反应液的流场均匀性。

技术领域

本发明涉及化学合成技术领域，特别是涉及一种化学水浴沉积设备和一种化学水浴沉积工艺。

背景技术

现有的硫化镉(CdS)沉积设备主要包括摇摆式CBD(chemical bathdeposition，化学水浴沉积)设备及浸泡式CBD设备；得益于摇摆式CBD设备在CdS成膜时温度的均匀性及基板会首先被加热的特性，摇摆式CBD设备的镀膜均匀性明显高于浸泡式CBD设备，但是，摇摆式CBD设备价格高昂。

对于浸泡式CBD设备，因为其是用反应液加热基板，从而进行沉积。因此，反应液的温度均匀性是一个影响CdS膜层均匀性的重要因素。在实际应用中，为了不使反应液停留在静止状态，在反应槽设计的过程中，加入液体循环系统，即在进行CdS沉积的过程中，随时对反应液进行动态循环，以保证反应液的流动性。在反应液的循环中，循环的流场(反应槽中各处液体的流速)会对CdS膜层均匀性产生较大的影响。

一般而言，在反应槽中循环反应液的出口处会设置有多个扩散器，用于给反应液分流，尽量实现流场的均匀。然而，在实际使用过程中发现，尽管扩散器达到了一定的效果，在基板表面仍然会沉积有不均匀的CdS膜层。例如，在扩散器出口对应的CdS膜层位置，会有明显的条纹状膜层。反应液流速快的地方，膜层较厚，而反应液流速缓慢的地方，膜层较薄；可见，采用浸泡式CBD设备沉积CdS膜层存在膜层均匀度较低的缺陷。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种化学水浴沉积设备和相应的一种化学水浴沉积设备工艺。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种化学水浴沉积设备，包括：反应装置；加热装置；泵送装置；所述加热装置设置于所述反应装置的侧面，所述泵送装置设置于所述加热装置的下方，所述加热装置分别通过管道与所述反应装置及所述泵送装置连接；所述泵送装置通过所述管道与所述反应装置连接；

所述反应装置用于容纳反应液，使基板在反应液中沉积出CdS膜层；

所述反应装置至少包括一个扩散器；所述扩散器的出口设置有流场调节组件；所述流场调节组件上具有多个通孔；所述流场调节组件用于调节所述通孔的孔径；

所述加热装置用于加热所述反应液；所述泵送装置用于通过所述管道循环输送所述反应液。

优选地，所述化学水浴沉积设备还包括预混合装置；所述预混合装置设置于所述反应装置的上方，所述预混合装置用于混合反应原料。

优选地，所述流场调节组件包括高分子水凝胶及填充于所述高分子水凝胶中的磁性氧化物。

优选地，所述流场调节组件上缠绕有通电导线；所述通电导线用于接通交流电时产生交变磁场；通过施加的交变磁场使磁性氧化物产生热能对高分子水凝胶进行加热，调节所述通孔的孔径。

优选地，所述高分子水凝胶包括聚丙烯酸树脂共聚交联物；所述磁性氧化物包括纳米级四氧化三铁。

本发明实施例公开了一种采用上述的设备进行沉积的工艺，包括以下步骤：

将硫酸镉、氨水及纯水加入到所述预混合装置中进行混合，获得第一反应液；