[实用新型]一种化学气相沉积法制备多晶硅靶材的装置

说明书

本实用新型为一种化学气相沉积法制备多晶硅靶材的装置。该装置包括该装置的组成包括炉体、钢罩、底盘、金属管、第一石墨电极和第二石墨电极；所述的炉体为钢制圆筒，顶部设置有钢罩，底部设置有钢制底盘，二者将炉体密闭；所述的底盘中心设置有尾气出气口；上表面围绕出气口环形均匀分布有4～10个第二石墨电极，每个第二石墨电极上安装有可调节卡槽，卡槽内固定垂直安装的金属管的底端，金属管的底端和第二石墨电极电连接。本实用新型综合考虑化学气相沉积法和磁控溅射的溅射源的结构，获得直接接合在衬底管上的多晶硅靶材。

技术领域

本实用新型涉及多晶硅靶材技术领域，具体涉及一种化学气相沉积法制备多晶硅靶材的装置。

背景技术

多晶硅靶材作为易激发、低成本、产量大的单质溅射源，用于磁控溅射装置中以制备硅相关薄膜，在信息产业和能源产业有重要应用。

靶材作为磁控溅射镀膜工艺的主要耗材，关系到镀膜的质量及成本。目前多晶硅靶材的主要制备方法是粉末冶金法和定向凝固法。其中，粉末冶金法将原料硅破碎成粉，压制成型后烧结，就得到预设形状的多晶硅靶材；而定向凝固法则是将原料硅熔融后经定向凝固得到多晶硅锭，再进行切割制成多晶硅靶材。两者都需要在原料硅的基础上进行再加工，从而得到多晶硅靶材，这就造成了其生产工艺流程多，过程复杂，耗费的人力物力较多，致使成本增加。如何低成本高效率地生产出高利用率的多晶硅靶材，是目前亟需解决的问题。

化学气相沉积法(CVD)是利用气态物质在高温基板上发生化学反应生成固态沉积物的一种工艺，广泛应用于半导体原料的精制，高质量半导体单晶膜(外延生长膜)的制取，多晶膜、非晶膜的生长以及单晶和非晶绝缘膜的形成。它大致包含以下几个过程：1.原料气体(反应气体)到达基体表面；2.反应气体被基体表面吸附；3.反应气体向基体表面的扩散；4.在基体表面发生反应、形核；5.生成物由表面向基体内的扩散；6.气体副产品通过基体表面由内向外扩散，脱离表面。

为了提高多晶硅靶材的生产效率，本实用新型提出一种化学气相沉积法制备多晶硅靶材的新装置，致力于以低成本高效率制备出高纯度的高利用率多晶硅靶材。

实用新型内容

本实用新型的目的为针对现有技术的不足，提供一种化学气相沉积法制备多晶硅靶材的装置。该装置在制备中引入金属管，将其作为化学气相沉积法中的热载体，沉积多晶硅；再作为磁控溅射中的导电阴极衬底管，因其外表面已经沉积有多晶硅，故而省却了当前技术中先制取多晶硅锭，再进行切割加工处理得到多晶硅靶材，再把靶材与衬底管结合的步骤。本实用新型综合考虑化学气相沉积法和磁控溅射的溅射源的结构，获得直接接合在衬底管上的多晶硅靶材。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是，

一种化学气相沉积法制备多晶硅靶材的装置，该装置的组成包括炉体、钢罩、底盘、金属管、第一石墨电极和第二石墨电极；

所述的炉体为钢制圆筒，顶部设置有钢罩，底部设置有钢制底盘，二者将炉体密闭；

所述的底盘中心设置有尾气出气口；上表面围绕出气口环形均匀分布有4～10个第二石墨电极，每个第二石墨电极上安装有可调节卡槽，卡槽内固定垂直安装的金属管的底端，金属管的底端和第二石墨电极电连接；

所述的底盘上，每个第二石墨电极的两侧均设置有一个进气管；

所述的炉体筒体上部的筒壁上，设置有与第二石墨电极数量相同条数的纵向滑槽，每条滑槽与一块水平移动板的一端相连，水平移动板另一端位于一个第二石墨电极的正上方，其下表面设置有第一石墨电极，第一石墨电极处也设置有可调节卡槽，金属管的顶端固定在卡槽内，金属管的顶端和第一石墨电极电连接；

所述的第一石墨电极和第二石墨电极极性相异；

所述的水平移动板的位置可沿滑槽在竖直方向上调节；