[实用新型]一种多腔室化学气相沉积反应室及沉积系统

说明书

本实用新型属于化学气相沉积领域领域，公开了一种多腔室化学气相沉积反应室及沉积系统，所述反应室为石墨板侧壁组成的直棱柱结构，所述反应室的底面为底板，所述反应室内设有垂直并紧挨底板设置的多个石墨隔板，所述石墨隔板将所述反应室分隔成多个小的反应腔室，位于每个所述反应腔室内的底板上均设有喷嘴装置，所述喷嘴装置包括硫化氢或硒化氢蒸汽喷嘴和围绕所述硫化氢或硒化氢蒸汽喷嘴的设置锌蒸汽喷嘴。本实用新型沉积室结构的设计可同时大规模生产硫化锌或硒化锌平板和整流罩，提高沉积室的利用率。喷嘴装置结构的设计可以使沉积室内气流分布均匀，提升生产的平板和整流罩的质量，节约成本。

技术领域

本实用新型属于化学气相沉积领域领域，具体涉及一种多腔室化学气相沉积反应室及沉积系统。

背景技术

硫化锌是一种宽带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体光学材料，其机械强度、耐湿性、抗热冲击性能良好，化学性能稳定，线膨胀系数适中，与许多金属或合金较接近，可直接黏结。因此它被认为是目前一种较好的红外透过材料，可被用于制备大功率红外激光器窗口及红外吊舱，高速飞行器红外窗口和整流罩等。

目前红外硫化锌多晶体块材料的制备方法有热压法（HP）和化学气相沉积法（CVD）。CVD法制备的硫化锌块体材料在成型性、面积、透过率及纯度方面优于热压的硫化锌。目前化学气相沉积法（CVD）制备硫化锌（ZnS）的设备是高温真空炉，整个炉体结构为圆柱形，分别由锌池，反应室和收料箱组成。在500~700℃的温度范围内将高纯锌蒸发为Zn蒸汽，由Ar气携带进入沉积室内，与同样由Ar气携带进入到沉积室H₂S气体在500~800℃温度范围内发生化学反应在沉积室壁上得到ZnS产品。

通过上述工艺和设备已经可以沉积出较高质量的硫化锌材料，但是随着红外材料的飞速发展，上述设备无法满足大规模的CVD硫化锌（ZnS）材料生产，主要问题如下：

（1）上述设备及工艺条件下，沉积室利用效率低（30~50%），无法实现硫化锌平板和整流罩的大规模生产。

（2）在上述硫化锌的生产过程中，由于喷嘴的设计导致气流分布不均匀，影响硫化锌的沉积厚度，降低产品利用率。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的之一在于提供一种多腔室化学气相沉积反应室，该沉积室能大规模的制备硫化锌平板和整流罩，同时解决气流分布不均匀的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种化学气相沉积系统。

为实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多腔室化学气相沉积反应室，其特征在于，所述反应室为石墨板侧壁组成的直棱柱结构，所述反应室的底面为底板，所述反应室内设有垂直并紧挨底板设置的多个石墨隔板，所述石墨隔板将所述反应室分隔成多个小的反应腔室，位于每个所述反应腔室内的底板上均设有喷嘴装置，所述喷嘴装置包括硫化氢蒸汽喷嘴和围绕所述硫化氢蒸汽喷嘴的设置锌蒸汽喷嘴。

进一步地，所述硫化氢蒸汽喷嘴可以为硒化氢蒸汽喷嘴或其他可达到类似目的的喷嘴结构。

进一步地，所述硫化氢蒸汽喷嘴和锌蒸汽喷嘴均为圆嘴，所述喷嘴的直径为3~10mm。

进一步地，每个所述反应腔室中，所述硫化氢蒸汽喷嘴数量为一个，所述每个锌蒸汽喷嘴到硫化氢蒸汽喷嘴的距离都相等，为了使沉积室内气流分布均匀。

进一步地，每个所述反应腔室中，所述锌蒸汽喷嘴的数量为4~6个。

进一步地，所述反应腔室中，所述锌蒸汽喷嘴的数量为4个，相邻两个锌蒸汽喷嘴与硫化氢蒸汽喷嘴之间依次呈120°、60°、120°、60°的夹角，其中，与硫化氢蒸汽喷嘴呈120°夹角的两个锌蒸汽喷嘴连线与反应腔室的长边平行。