[发明专利]基于电流加热的TiN涂层化学气相沉积装置及制备方法

权利要求书

1.一种基于电流加热的TiN涂层化学气相沉积装置，其特征在于，该装置包括供气系统、Ti源系统和沉积系统，所述供气系统提供稀释气、载气和氮气，所述沉积系统包括预热段、反应段，所述预热段、反应段均通过电流进行加热，所述供气系统的出气端与Ti源系统的进气端连接，所述Ti源系统的出气端与预热段的进气端连接，预热段的出气端与反应段的进气端连接。

2.根据权利要求1所述的基于电流加热的TiN涂层化学气相沉积装置，其特征在于，所述供气系统包括稀释气罐、载气罐、N₂罐和三组供气气路，每组供气气路均包括依次连接的干燥管、减压阀和质量流量计，所述稀释气罐连接一组供气气路的干燥管，所述载气罐连接另一组供气气路的干燥管，所述N₂罐连接第三组供气气路的干燥管。

3.根据权利要求2所述的基于电流加热的TiN涂层化学气相沉积装置，其特征在于，所述Ti源系统包括加热带、混气罐和TiCl₄罐，与稀释气罐连接的供气气路连接到混气罐，与N₂罐连接的供气气路连接到混气罐，与载气罐连接的供气气路连接到TiCl₄罐，TiCl₄罐通过管道连接混气罐，所述混气罐通过管道连接到沉积系统的预热段，所述TiCl₄罐、混气罐以及混气罐与预热段之间的连接管道均置于加热带内。

4.根据权利要求3所述的基于电流加热的TiN涂层化学气相沉积装置，其特征在于，与载气罐连接的供气气路与TiCl₄罐之间设有球阀，混气罐与TiCl4罐的连接管道上设有球阀，混气罐与预热段之间的连接管道上设有球阀。

5.根据权利要求3所述的基于电流加热的TiN涂层化学气相沉积装置，其特征在于，三组供气气路的管道为聚四氟乙烯管，TiCl₄罐的进出口为316L型Φ6.35mm不锈钢管，混气罐与预热段之间的连接管道为316L型Φ6.35mm不锈钢管。

6.根据权利要求1所述的基于电流加热的TiN涂层化学气相沉积装置，其特征在于，所述预热段和反应段的外壁均设有热电偶，相邻热电偶的间隔为5cm，热电偶的数据通过数据采集系统进行采集。

7.根据权利要求1所述的基于电流加热的TiN涂层化学气相沉积装置，其特征在于，该装置还包括尾气处理系统，该尾气处理系统通过球阀连接反应段。

8.一种利用权利要求1所述装置制备TiN涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括步骤：

(1)对不锈钢样品进行清洗预处理；

(2)将涂层样件的进口连接到预热段的后端，将电流加热设备分别对接到预热段和反应段的涂层样件；

(3)升温前，通过供气系统进行氮气吹扫，除去整个装置中的空气；开启供气系统的氮气和稀释气，并分别对Ti源、预热段和反应段进行加热，控制Ti源温度为120℃，控制预热段温度为750℃，控制反应段温度为850℃；开启供气系统的载气，载气带出TiCl₄蒸气与氮气和稀释气混合均匀后进入预热段，再进入到反应段进行沉积反应，制备TiN涂层。