[发明专利]轴向沉积掺杂装置、粉末棒的制备方法

权利要求书

1.一种轴向沉积掺杂装置，包括沉积腔体，悬挂于所述沉积腔体顶部中心处的吊杆，深入所述沉积腔体的吊杆自由端装有靶棒，和设置在所述沉积腔体内的沉积掺杂机构，其特征在于：所述沉积掺杂机构包括集成有第一碱金属雾化装置的第一喷灯，所述第一碱金属雾化装置与所述第一喷灯导通，所述第一喷灯朝向所述靶棒设置；或者所述沉积掺杂机构包括相向设置的第二喷灯和第二碱金属雾化装置，及围挡在所述第二喷灯和所述第二碱金属雾化装置周侧的第一内部腔体，所述第一内部腔体的开口朝向所述靶棒设置；

所述第一喷灯设有九根同心导管依次径向套叠，包括设置在最中心的芯导管、套设在所述芯导管上的第二导管、套设在所述第二导管上的第三导管、套设在所述第三导管上的第四导管、套设在所述第四导管上的第五导管、套设在所述第五导管上的第六导管、套设在所述第六导管上的第七导管、套设在所述第七导管上的第八导管和套设在所述第八导管上的第九导管；其中所述芯导管通入四氯化硅和四氯化锗，或者通入四氯化硅、四氯化锗和三溴化硼，沿着所述同心导管的径向相邻的两导管之间分别通入氧气、氩气、氢气、氩气、氧气、氩气、雾化碱金属溶液和氢气；

所述芯导管、所述第二导管、所述第三导管和所述第四导管的出口端部齐平，所述第五导管在其延伸方向相对于所述芯导管的出口端部凸出20mm，所述第六导管、所述第七导管和所述第八导管的出口端部齐平且在其延伸方向相对于所述第五导管内缩10mm，所述第九导管在其延伸方向相对于所述第八导管内缩5mm。

2.根据权利要求1所述的轴向沉积掺杂装置，其特征在于：所述沉积掺杂装置还包括围挡在所述第一喷灯周侧的第二内部腔体，所述第一喷灯通过所述第二内部腔体的开口稳定地朝向所述靶棒进行沉积和掺杂。

3.根据权利要求1所述的轴向沉积掺杂装置，其特征在于：所述轴向沉积掺杂装置的原料管道与所述第一喷灯或所述第二喷灯连接处设有三溴化硼装置，以鼓泡的方式将三溴化硼载入所述原料管道。

4.根据权利要求3所述的轴向沉积掺杂装置，其特征在于：所述第一碱金属雾化装置或所述第二碱金属雾化装置包括超声雾化器和雾化喷头，所述超声雾化器设有载气管路，以通入载气，所述载气能够携带所述超声雾化器雾化的碱金属溶液从所述雾化喷头喷出。

5.根据权利要求3所述的轴向沉积掺杂装置，其特征在于：所述第二喷灯设有第一旁路导管以通入氢气、第二旁路导管以通入氧气，及中心导管；所述中心导管通入四氯化硅和四氯化锗，或者通入四氯化硅、四氯化锗和三溴化硼。

6.根据权利要求1所述的轴向沉积掺杂装置，其特征在于：所述第五导管在其延伸方向凸出于其余导管。

7.根据权利要求3所述的轴向沉积掺杂装置，其特征在于：所述轴向沉积掺杂装置还包括与所述第一喷灯或所述第二喷灯并排设置的若干第三喷灯，所述第三喷灯朝向所述靶棒设置。

8.根据权利要求7所述的轴向沉积掺杂装置，其特征在于：所述轴向沉积掺杂装置的原料管道与所述第三喷灯连接处设有三溴化硼装置，以鼓泡的方式将三溴化硼载入所述原料管道。

9.一种粉末棒的制备方法，其特征在于，应用如权利要求1-8中任一项所述的轴向沉积掺杂装置进行粉末棒的制备，包括以下步骤：

采用所述第一碱金属雾化装置或第二碱金属雾化装置雾化碱金属溶液，以纯度大于99.99％的氧气为载气从所述第一碱金属雾化装置或第二碱金属雾化装置的雾化喷头喷出，设定载气进气温度为50-60℃，雾化喷头的温度设定为80-100℃；

将第一喷灯喷出的雾化碱金属溶液和原料反应后生成的二氧化硅，二氧化锗和金属盐的氧化物喷出沉积在所述靶棒上；或者是将喷出的雾化碱金属溶液和从第二喷灯喷出的原料反应后生成的二氧化硅，二氧化锗和金属盐的氧化物通过所述第一内部腔体的开口喷出沉积在所述靶棒上；

所述吊杆旋转上升，轴向沉积形成粉末棒。