专利名称：热处理炉结构的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种热处理炉结构，特别是有关于一种于高压环境下执行热处理的热处理炉，使得热处理炉具有气体流动空间(chamber)及反应空间的双空间设计，由对双空间中的相对的密度或压力进行控制，可使得热处理炉反应空间中的反应气体于高压环境下反应时，反应气体混合更为均匀，以利加速完成反应，且生成薄膜膜质更佳，并提升操作安全性。
背景技术：
随化合物薄膜太阳能电池工艺技术的演进，已有愈来愈多的产品需要使用薄膜工艺设备，在基板上成长一层薄膜或薄膜前驱物(Precursor)。然而，目前主要用来成长薄膜前驱物的方法有几种，包括派镀法(Spattering)、共蒸镀法(Co-evaporation)等。特别是在化合物薄膜太阳能光电相关产业中成功达成大型量产化者，大都使用溅镀法(Spattering)技术来成长薄膜前驱物再进行化合反应形成薄膜。此外，在薄膜前驱物再进行化合反应用以形成薄膜有机金属化学气相沉积的技术中，是以在热处理炉中提供气相化合物对薄膜前驱物进行化合反应最具量产性，这是因为，以气相化合物方式来提供给薄膜 前驱物必要的反应元素，具有准确控制前驱物内部浓度扩散的优点，使得以热处理炉进行薄膜化合反应的相关技术及设备发展愈益蓬勃。举一实际例子说明当一个铜铟镓硒化合物层(CIGS)太阳能电池要进行硒化工艺时，即是经由溅镀法(Spattering)沉积技术在钠I丐玻璃(Soda Lime Glass)基板上所形成的含铜、镓及铟的合金或单体的多层前驱物(Precusors)薄膜堆叠的电池结构送至硒化炉(即一种热处理炉)中，并将硒化氢(H2Se)气体通入至硒化炉中，当硒化炉内的温度被加热到达400°C以上时，硒化氢(H2Se)气体即开始与多层前驱物薄膜发生反应；然而，在CIGS太阳能电池的硒化工艺中，还需要将多层薄膜堆叠的电池结构加热后，才能够与硒化氢气体起良好反应，进而得到好的CIGS薄膜层。例如于制作完成铜镓合金/铜铟合金/铟三层交互堆叠的CuGa/CuIn/In结构后，即可获得膜厚均匀的CuGa/Cu In/In前驱物堆叠膜层。随后将此三层交互堆叠的CuGa/CuIn/In前驱物堆叠膜层取出，并立即移入硒化炉内，接着通入的硒化氢(H2Se)气体，并以40°C /min升温速度对CuGa/CuIn/In前驱物堆叠膜层加热，当温度到达400°C时，铜镓铟合金层与硒元素反应并转化成为铜铟镓硒化合物层。接着再以15°C /min的升温速度加热铜镓铟合金层至550°C，以达成铜铟镓硒化合物的最佳结晶化结构。接着将硒化炉内的温度降低后，即可完成铜铟镓硒化合物层的制作。由于硒化工艺在一般情况下会加温至520 590°C，但由于公知热处理炉都使用巨型厚石英管作为内炉体，而外侧边直接与隔热材料相紧密接触，故于热处理炉内部呈封闭态，再由于热胀冷缩效应影响下，使得炉体内部较高温反应气体往上，较低温反应气体往下，造成硒化反应均匀度不佳，使得铜铟镓硒化合物层在玻璃基板各处的薄膜厚度及膜质不同。再者，由于硒化工艺所使用的气体(例如硒化氢H2Se气体)，均为有毒，基于安全设计，其硒化炉内的压力在整个硒化过程中，都仅能在于低压(即必须要小于Iatm)下反应，以避免硒化氢H2Se气体外漏，造成工安问题。然而，于低压环境下进行硒化反应时，易造成气体分子总数量不足使得硒化炉内的温度梯度差恶化，也再使得硒化炉内的分子浓度分布不均匀的情形更恶化，此种恶性循环的情况进而造成反应速率变差同时也使得形成薄膜的均匀度变差。很明显地，目前的硒化炉在低压及温度不均的环境下，普遍会造成硒的浓度分布不均，也造成生成薄膜效果不佳，而致使CIGS太阳能电池的光电转换率无法有效提升。接着，请参考图1a及图lb，为美国公告专利号US7871502发明专利的实施例的公知技术示意图。图1a所示，硒化炉只有一密闭的反应空间，用以提供铜铟镓硒化合物层的硒化反应，且于硒化反应过程中，其反应空间中的压力始终是小于一个大气压力；再如图1b所示，为硒化反应过程中的加热曲线。而于图1a所示的硒化炉进行硒化反应的温度及压力分布示意图如图1c所示。当硒化炉关闭后，需要经过多次的抽出内部空气并送进氮气至反应空间，以确保硒化炉内的反应空间全为氮气；由于传统硒化炉基于安全性考虑，大都将反应空间中的压力控制于低压(即小于Iatm)下操作，故在整个反应过程中，其反应空间中的压力始终维持于O. 8 O. 9atm之间。于升高温度至590°C时，由于反应空间中的气体压力变大，故必须进行数次泄气来达到泄压的目的，来使内部压力维持目标值；然而，在这些泄气过程中，会浪费能量与过剩气体；当到达反应温度时，即送入反应气体至反应空间中；一般会使用10% H2Se+90% N2 (carrier gas)来进行反应。由图1c中可看出，硒化反应时间小于IOOmin即可完成反应。很明显地，在这么短的反应时间内，反应空间内的气流无法对流且温度分布不均，会造成硒化反应均匀度不佳，使得铜铟镓硒化合物层在基板各处的薄膜厚度及膜质不同。于完成铜铟镓硒化合物层的化合反应后，还需要将硒化炉内的温度降低后才能取出CIGS太阳能电池基板，但由于内炉体内反应空间完全为密闭空间，仅能以氮气缓缓充入炉体并同时抽气方式降温，故要将硒化炉内的温度降低至常温时，往往需时甚久；如图1c所示，一般约需5 8hr，如基板尺寸放大时，甚至需时10小时以上，严重耗费人力与物力同时也形成工艺上的瓶颈。此外，如图1a所示，硒化炉的气体管路及信号传输管路设计皆位于闸门上，由于每次进行工艺操作时，闸门均须开启，使得管路容易松脱或破裂，增加工安危险性。本发明即试图针对上述种种问题进行改善，并进一步提出一新式热反应炉设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热处理炉结构，以解决公知技术中存在的上述问题。为实现上述目的，本发明提供的供气体反应使用的热处理炉结构，包括一外炉体，具有一第一侧边及相对该第一侧边的第二侧边，且于该第一侧边上装设一可开启第一闸门，于该第二侧边上装设一可开启第二闸门，且该第一闸门的内侧配置一第一气密结构，而该第二闸门的内侧配置一第二气密结构；一内炉体，具有一外侧壁及一内侧壁，间隔地固设于该外炉体的内部，使得该内炉体的该外侧壁与该外炉体间形成一气体流动空间，且于该内炉体内侧壁的中形成一反应空间，该内炉体具有一第三侧边及相对该第三侧边的第四侧边，于该第一闸门闭合时，该第一气密结构与该第三侧边气密地接合，而 第二气密结构与该第四侧边气密地接合，使得该气体流动空间与该反应空间各自形成独立的气密空间；—加热机构，固设于该内炉体外侧壁上，且与该内炉体外侧壁相接触；及一供气机构，配置于该外炉体的外部，经过多个气体管路与该外炉体一侧边及该内炉体一侧边相连接，可控制地提供一第一气体至该气体流动空间与提供一第二气体至该反应空间中；以及一控制机构，配置于该外炉体的外部，用以控制该供气机构提供该第一气体及该第二气体至该气体流动空间与该反应空间中的量，使得该气体于流动空间形成一第一压力(P1)，而反应空间形成一第二压力(P2)。所述的热处理炉结构，其中，该外炉体的材质为由下列组成中选出钢(steel)、不锈钢(SUS304、SUS316)。所述的热处理炉结构，其中，该内炉体的材质为由下列组成中选出石英、二氧化硅(SiO2)。所述的热处理炉结构，其中，该第一气密结构与该第三侧边气密接触的一侧面上，及该第二气密结构的与该第四侧边气密接触的一侧面上，各自形成一二氧化硅(SiO2)层或可防止腐蚀的镀层。所述的热处理炉结构，其中，该气体流动空间中配置有至少一第一传感器，且每一该第一传感器与该控制机构连接。所述的热处理炉结构，其中，该反应空间中配置有至少一第二传感器，且每一该第二传感器与该控制机构连接。所述的热处理炉结构，其中，该第一传感器及该第二传感器为压力计。所述的热处理炉结构，其中，该第一传感器及该第二传感器为密度计。所述的热处理炉结构，其中，该加热机构为由下列组合中选出石墨加热器(carbon heater)、1 素灯。
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所述的热处理炉结构，其中，该第一压力(P1)大于一大气压力。本发明提供的供气体反应使用的热处理炉结构，还包括一外炉体，具有一第一侧边及相对该第一侧边的第二侧边，且于该第一侧边上装
设一可开启第一闸门，于该第二侧边上装设一可开启第二闸门；—内炉体，具有一外侧壁及一内侧壁，间隔地固设于该外炉体的内部,使得该内炉体的该外侧壁与该外炉体间形成一气体流动空间，且于该内炉体内侧壁的中形成一反应空间，于该第一闸门及该第二闸门闭合时，使得该气体流动空间与该反应空间各自形成独立的气密空间；一加热机构，固设于该内炉体外侧壁上，且与该内炉体外侧壁相接触；一供气机构，配置于该外炉体的外部，经过多个气体管路与该外炉体一侧边及该内炉体一侧边相连接，可控制地提供一第一气体至该气体流动空间与提供一第二气体至该反应空间中；以及—控制机构，用以控制该供气机构提供该第一气体及该第二气体至该气体流动空间与该反应空间中的量，使得该气体于流动空间形成一第一压力(P1),而反应空间形成一第二压力(P2)。本发明提供的供气体反应使用的热处理炉结构，还包括一外炉体，具有一第一侧边及相对该第一侧边的第二侧边，及与该第一侧边及该第二侧边相连接的一上侧面与一下侧面，以形成一容置空间，且该第一侧边上配置一可开启的第一闸门，而该第二侧边为一封闭面，该第一闸门的内侧配置一第一气密结构；
—内炉体，间隔地固设于该外炉体的容置空间中，具有一外侧壁及一内侧壁，以及具有一第三侧边及相对该第三侧边的第四侧边，并将该第四侧边与该封闭面连接，使得该内炉体的该外侧壁与该外炉体间形成一气体流动空间，且于该内炉体内侧壁的中形成一反应空间，于该第一闸门闭合时，该第一气密结构与该第三侧边气密地接合，使得该气体流动空间与该反应空间各自形成独立的气密空间；一加热机构，固设于该内炉体外侧壁上，且与该内炉体外侧壁相接触；一供气机构，配置于该外炉体的外部，经过多个气体管路与该外炉体的该下侧面及该内炉体的该外侧壁相连接，可控制地提供一第一气体至该气体流动空间与提供一第二气体至该反应空间中；以及一控制机构，配置于该外炉体的外部，用以控制该供气机构提供该第一气体及该第二气体至该气体流动空间与该反应空间中的量，使得该气体于流动空间形成一第一压力(P1)，而反应空间形成一第二压力(P2)。所述的热处理炉结构，其中，该外炉体的材质为由下列组成中选出钢(steel)、不锈钢(SUS304、SUS316)。所述的热处理炉结构，其中，该内炉体的材质为由下列组成中选出石英、二氧化硅(SiO2)。所述的热处理炉结构，其中，该第一气密结构与该第三侧边气密接触的一侧面上，形成一二氧化娃(SiO2)层。所述的热处理炉结 构，其中，该气体流动空间中配置有至少一第一传感器，且每一该第一传感器与该控制机构连接。所述的热处理炉结构，其中，该反应空间中配置有至少一第二传感器，且每一该第二传感器与该控制机构连接。所述的热处理炉结构，其中，该第一传感器及该第二传感器为压力计。所述的热处理炉结构，其中，该第一传感器及该第二传感器为密度计。所述的热处理炉结构，其中，于该热处理炉结构进行气体反应过程中，由该控制机构控制该气体流动空间第一压力(P1)始终大于该反应空间的第二压力(P2)。所述的热处理炉结构，其中，该加热机构为由下列组合中选出石墨加热器(carbon heater)、1 素灯。本发明提供的供气体反应使用的多级热处理炉，是由多个热处理炉串接而形成，其中，每一个热处理炉结构包括—外炉体，具有一第一侧边及相对该第一侧边的第二侧边，且于该第一侧边上装设一可开启第一闸门，于该第二侧边上装设一可开启第二闸门，且该第一闸门的内侧配置一第一气密结构，而该第二闸门的内侧配置一第二气密结构；一内炉体，具有一外侧壁及一内侧壁，间隔地固设于该外炉体的内部，使得该内炉体的该外侧壁与该外炉体间形成一气体流动空间，且于该内炉体内侧壁的中形成一反应空间，该内炉体具有一第三侧边及相对该第三侧边的第四侧边，于该第一闸门闭合时，该第一气密结构与该第三侧边气密地接合，而第二气密结构与该第四侧边气密地接合，使得该气体流动空间与该反应空间自形成独立的气密空间；—加热机构，固设于该内炉体外侧壁上,且与该内炉体外侧壁相接触；
一供气机构，配置于该外炉体的外部，经过多个气体管路与该外炉体一侧边及该内炉体一侧边相连接，可控制地提供一第一气体至该气体流动空间与提供一第二气体至该反应空间中；以及一控制机构，配置于该外炉体的外部，用以控制该供气机构提供该第一气体及该第二气体至该气体流动空间与该反应空间中的量，使得该气体于流动空间形成一第一压力(P1)，而反应空间形成一第二压力(P2)。所述的热处理炉结构，其中，该外炉体的材质为由下列组成中选出钢(steel)、不锈钢(SUS304、SUS316)。所述的热处理炉结构，其中，该内炉体的材质为由下列组成中选出石英，二氧化硅(SiO2)。所述的热处理炉结构，其中，该第一气密结构与该第三侧边气密接触的一侧面上，形成一二氧化娃(SiO2)层。所述的热处理炉结构，其中，该气体流动空间配置有至少一第一传感器，且每一该第一传感器与该控制机构连接。所述的热处理炉结构，其中，该反应空间中配置有至少一第二传感器，且每一该第二传感器与该控制机构连接。所述的热处理炉结构，其中，于该热处理炉结构进行气体反应过程中，由该控制机构控制该气体流动空间第一压力(P1)始终大于该反应空间的第二压力(P2)。所述的热处理炉结构， 其中，该加热机构为由下列组合中选出石墨加热器(carbon heater)、1 素灯。经由本发明所提供的热处理炉结构，由于内炉体与外炉体间增加一气体流动空间的设计，可有效保护操作人员安全，增快反应成膜速率及膜质均匀性，且更有效加快降温速率，节省人力物力，并提供一高压气体的反应环境，以利于使用者于生成各式薄膜时使用。
图1a为公知技术示意图；图1b为公知技术示意图；图1c为公知技术的温度及压力分布示意图；图2为本发明的热处理炉结构的一实施例的示意图；图3为本发明的热处理炉结构的一实施例的剖面示意图；图4为本发明的热处理炉结构的一实施例的闸门开启方式的俯视示意图；图5为本发明的热处理炉结构的另一实施例的示意图；图6为本发明的热处理炉结构的压力与温度控制分布示意图；图7为本发明的热处理炉结构的密度与温度控制分布示意图。图8为本发明的多级热处理炉结构的实施例示意图。附图中主要组件符号说明热处理炉结构I ;热处理炉结构2 ;薄膜太阳能电池基板3 ；外炉体10 ;第一侧边101 ;第二侧边102 ；第一闸门1001 ;第一气密结构10011 ;锁固件10012 ;阻尼器10013 ;气密件10014 ；第二闸门1002 ;第二气密结构10021 ；第一传感器103 ；内炉体20 ;第三侧边201 ;第四侧边202 ;第二传感器203 ;流动空间204 ;反应空间 205 ；加热机构30 ；供气机构40 ；控制机构50 ；通孔60 ；安全阀70 ；气密装置80。
具体实施例方式本发明的热处理炉结构中，于内炉体与外炉体间增加一气体流动空间，使得外炉体与内炉体之间维持一压力差，而内炉体反应气体分子密度或气体压力得以提高，增快薄膜化合反应时间，且提升膜质均匀度。本发明的热处理炉结构中，于内炉体与外炉体间增加一气体流动空间，使得冷却用氮气同时进入内炉体内反应空间，及内炉体及外炉体间气体流动空间，且可加快氮气流速，有效且增快降温速率。 本发明的热处理炉结构中，内炉体与外炉体间增加一气体流动空间，使得冷却用氮气同时进入内炉体内反应空间,及内炉体及外炉体间气体流动空间，使得内炉体炉壁不会产生温度梯度，有效保护内炉体边壁避免龟裂或剥落。本发明的热处理炉结构中，内炉体与外炉体间多出一气体流动空间，并充入氮气使得气体流动空间压力(Pl)略大于内炉体内反应空间气体压力(P2)，且增设一安全阀，可有效保护操作人员安全，使得热处理炉不因内部反应压力失衡，而造成操作人员危险。本发明的热处理炉结构中，于内炉体与外炉体间多出一气体流动空间，由于可有效提升操作安全性，可提升操作压力不限于低压(< Iatm)环境下操作，进一步可于高压O Iatm)环境下操作，更可有效提升反应速率及膜质均匀性，且避免反应气体的浪费。本发明的热处理炉结构，其中包含一传感器，使得于生成薄膜过程中，得以实时监测内炉体内反应空间压力，气体流动空间压力，俾利于有效控制并调整进气量，使得安全性提升且使得生成薄膜效果更佳。本发明的热处理炉结构，由于为横向两侧开孔设计，可以组合方式，将多个热处理炉一并连接，有效节省设备成本，及运送成本，更可增加生产效益，提升装置可靠度。本发明的热处理炉结构，其控制方式可选择以压力计量测压差方式或以密度计量测反应空间及气体流动空间的气体密度方式，将信号传输至控制设备后进行后续控制，更可增加生产效益，避免浪费多余气体。本发明提供的供气体反应使用的热处理炉结构，包括一外炉体，具有第一侧边及第二侧边，且于第一侧边上装设一个可开启第一闸门，于第二侧边上装设一个可开启第二闸门；一内炉体，具有一外侧壁及一内侧壁，间隔地固设于外炉体的内部，使得内炉体的外侧壁与外炉体间形成一气体流动空间，且于内炉体内侧壁的中形成一反应空间，于第一闸门及第二闸门闭合时，使得气体流动空间与反应空间各自形成独立的气密空间；一加热机构，固设于内炉体外侧壁上，且与内炉体外侧壁相接触；及一供气机构，配置于外炉体的外部，经过多个气体管路与外炉体一侧边及内炉体一侧边相连接，可控制地提供一第一气体至该气体流动空间与一第二气体该反应空间中；一控制机构，用以控制供气机构提供第一气体及第二气体至气体流动空间与反应空间中的量，使得气体于流动空间形成第一压力(P1),而反应空间形成第二压力(P2);其中于热处理炉结构进行气体反应过程中，由控制机构控制气体流动空间的第一压力(P1)始终大于反应空间205的第二压力(P2)。本发明还提供一种供气体反应使用的热处理炉结构，包括一种供气体反应使用的热处理炉结构，包括一外炉体，具有一第一侧边及相对第一侧边的第二侧边，且于第一侧边上装设一可开启第一闸门，于第二侧边上装设一可开启第二闸门，且第一闸门的内侧配置一第一气密结构，而第二闸门的内侧配置一第二气密结构；一内炉体，具有一外侧壁及一内侧壁，间隔地固设于外炉体的内部，使得内炉体的外侧壁与外炉体间形成一气体流动空间，且于内炉体内侧壁的中形成一反应空间，内炉体具有一第三侧边及相对第三侧边的第四侧边，于第一闸门闭合时，第一气密结构与第三侧边气密地接合，而第二气密结构与第四侧边气密地接合，使得气体流动空间与反应空间各自形成独立的气密空间；一加热机构，固设于内炉体外侧壁上，且与内炉体外侧壁相紧临；及一供气机构，配置于外炉体的外部，经过多个气体管路与外炉体一侧边及内炉体一侧边相连接，可控制地提供一第一气体至气体流动空间与一第二气体至反应空间中；一控制机构，配置于外炉体的外部，用以控制供气机构提供第一气体及第二气体至气体流动空间与反应空间中的量，使得气体于流动空间形成一第一压力(P1),而反应空间205形成一第二压力(P2)。本发明还提供一种供气体反应使用的热处理炉结构，包括一外炉体，具有一第一侧边及相对第一侧边的第二侧边，及与第一侧边及第二侧边相连接的一上侧面与一下侧面，以形成一容置空间，且第一侧边上配置一可开启的闸门，而第二侧边为一封闭面，第一闸门的内侧配置一第一气密结构；一内炉体，间隔地固设于外炉体的容置空间中，具有一外侧壁及一内侧壁，以及具有一第三侧边及相对第三侧边的第四侧边，并将第四侧边与封闭面连接，使得内炉体的外侧壁与外炉体间形成一气体流动空间，且于内炉体内侧壁的中形成一反应空间，于第一闸门闭合时，第一气密结构与第三侧边气密地接合，使得气体流动空间与反应空间各自形成独立的 气密空间；一加热机构，固设于内炉体外侧壁上，且与内炉体外侧壁相接触；及一供气机构，配置于外炉体的外部，经过多个气体管路与外炉体的下侧面及内炉体的外侧壁相连接，可控制地提供一第一气体至气体流动空间与一第二气体至反应空间中；一控制机构，配置于外炉体的外部，用以控制供气机构提供第一气体及第二气体至气体流动空间与反应空间中的量，使得气体于流动空间形成一第一压力(P1),而反应空间形成一第二压力(P2)。本发明还提供一种供气体反应使用的多级热处理炉，是由多个热处理炉串接而形成，其中，每一个热处理炉结构包括一个外炉体，具有第一侧边及第二侧边，且于第一侧边上装设一可开启第一闸门，于第二侧边上装设一可开启第二闸门，且第一闸门的内侧配置一第一气密结构，而第二闸门的内侧配置一第二气密结构；一个内炉体，具有一外侧壁及一内侧壁，间隔地固设于外炉体的内部，使得内炉体的外侧壁与外炉体间形成一个气体流动空间，且于内炉体内侧壁的中形成一个反应空间，而内炉体具有一第三侧边及第四侧边，于第一闸门闭合时，第一气密结构与第三侧边气密地接合，而第二气密结构与第四侧边气密地接合，使得气体流动空间与反应空间各自形成独立的气密空间；一个加热机构，固设于内炉体外侧壁上，且与内炉体外侧壁相接触；一个供气机构，配置于外炉体的外部，经过多个气体管路与外炉体一侧边及内炉体一侧边相连接，可控制地提供第一气体至气体流动空间4与第二气体至反应空间中；以及一控制机构，配置于外炉体的外部，用以控制供气机构提供第一气体及第二气体至气体流动空间与反应空间中的量，使得气体于流动空间形成一第一压力(P1),而反应空间形成一第二压力(P2)。由于本发明主要提供一种关于热处理炉结构的构造及功能，为便于说明，后续是以一种制作铜铟镓硒化合物层(CIGS)的薄膜太阳能电池的热处理炉结构来进行说明；其中，有关于制作铜铟镓硒化合物层的薄膜太阳能电池的热处理炉结构的构造及其作用，已为本领域技术人员所能明了，故以下文中的说明，仅针对与本发明的热处理炉结构的特征处进行详细说明。同时，以下文中所对照的附图，是表达与本发明特征有关的结构示意，故未依据实际尺寸绘制，事先叙明。首先，请参考图2，为本发明的一种热处理炉结构的实施例示意图。如图2所示，热处理炉包括一个外炉体10，具有第一侧边101及相对第一侧边101的第二侧边102，且于第一侧边101装设一个可开启的第一闸门1001，于第二侧边102装设一个可开启的第二闸门1002，且第一闸门1001的内侧配置一个第一气密结构10011，而第二闸门1002的内侧亦可以选择配置一个第二气密结构10021 ;在本发明的实施例中，第一气密结构10011及第二气密结构10021包含一个锁固件10012及一个阻尼器10013 (damper)及一个气密件10014，其中气密件10014材质可以是橡胶；一个内炉体20，具有第三侧边201及相对第三侧边201的第四侧边202,并且具有一个外侧壁21及一个内侧壁22,间隔地固设于外炉体10的内侧壁12之间，使得内炉体20的外侧壁21与外炉体10的内侧壁12之间形成一个气体流动空间204，且于内炉体20内侧壁22的中形成一个反应空间205 ;—个加热机构30，固设于内炉体20外侧壁21上，且与内炉体20外侧壁21相接触；及一个供气机构40，配置于外炉体10的外部，经过多个气体管路与外炉体10的一侧边及内炉体20的一侧边相连接，故可提供气体至气体流动空间204及反应 空间205中；一个控制机构50，配置于外炉体10的外部并与供气机构40中的管路连接，用以提供气体送至气体流动空间204与反应空间205中的量，并能精确地控制气体于流动空间204形成第一压力(P1)，而于反应空间205形成第二压力(P2);或是使得气体于流动空间204中具有第一密度，而反应空间205中具有第二密度的操作特性。当第一闸门1001及第二闸门1002关闭时，由第一气密结构10011及第二气密结构10021将热处理炉的第一侧边101及第二侧边102封闭；同时，第一气密结构10011经由气密件10014与内炉体20的第三侧边201气密接合，而第二气密结构10021也是经由气密件10014与内炉体20的第四侧边202气密接合，使得位于外炉体10内侧壁12及内炉体20外侧壁21之间的气体流动空间204，以及位于内炉体20内侧壁22之间的反应空间205各自形成不相通的两独立空间。本发明的热处理炉于形成铜铟镓硒化合物层的过程中，必需通入硒化氢(H2Se)气体至内炉体20的反应空间205中，并且使用高温及高压工艺才能形成高均匀度的铜铟镓硒化合物层；此外，通入至反应空间205中硒化氢(H2Se)气体会与空气剧烈反应生成二氧化硒(SeO2)粉尘，此二氧化硒粉尘会污染铜铟镓硒化合物层质量及内炉体20内侧壁22的炉壁,且易于造成人员危险性,故于反应过程中，位于外炉体IO及内炉体20之间的气体流动空间204以及位于内炉体20内侧壁22之间的反应空间205需维持气封状态，同时各自形成不相通的两独立空间。因此，本发明的热处理炉的外炉体10的材质为由下列组成中选出钢(steel)或不锈钢(例如SUS304、SUS316)，使得本发明的外炉体10可耐压至20atm ;然而,本发明中并不限制外炉体10组成材质；此外，本发明还可以进一步于外炉体10的内侧壁12上配置隔热材质，使得进行加热过程中，若不会传递至外炉体10的外侧壁11 ;而此隔热材质可以是石英砖或云母砖等耐高温材质。接着，请参考图3，为本发明的热处理炉结构的剖面示意图。如图3所示，本发明的热处理炉的加热机构30是由多个加热器(heater)列于内炉体20外侧壁21上，且与内炉体20外侧壁21相紧临，其中，加热机构30为由下列组合中选出石墨加热器(carbonheater)或是卤素灯，供加热内炉壁使反应温度升高至设定值使用，其中石墨加热器可以是以热电阻丝加热方式，而卤素灯为红外线加热方式，皆对内炉体20有均匀加温的功用。在一较佳实施例中，当反应气体为硒化氢H2Se时，会加温至520 590°C进行反应。请再参照图3，由图中可看出反应空间205及气体流动空间204与内部反应基板的确切位置，基板为纵向排列方式进入，配合内部气流流动方向，使成膜反应结果更为均匀，图中预留两通孔60作为气体管路通道及信号传输线路通道使用。此外，由于内炉体20需于高温高压下环境操作，且反应气体(例如硒化氢H2Se)可能具腐蚀性；所以内炉体20的内侧壁22的材质可以是石英或是二氧化 硅(SiO2)，以进一步保护内炉体20不会被腐蚀。再接着，请参考图4，是本发明的热处理炉的闸门开启方式的俯视示意图。如图4所示，于第一闸门1001闭合时，第一气密结构10011与内炉体20的第三侧边201气密接合，而第二闸门1002闭合时，第二气密结构10021与内炉体20的第四侧边202气密接合；同时，当第一闸门1001及第二闸门1002闭合时，阻尼器10013及气密件10014会由阻尼器10013的弹性，使得气密件10014能够产生气密状态；于第一闸门1001及第二闸门1002闭合后，可使用锁固件10012将第一闸门1001及第二闸门1002与外炉体10的第一侧边101及第二侧边102锁固成一体时，可以使外炉体10及内炉体20之间的气体流动空间204以及位于内炉体20内侧壁22之间的反应空间205维持气密状态。另外，在第一气密结构10011与第三侧边201接触的一侧面上，及第二气密结构10021的与第四侧边202接触的一侧面上，均可以涂布一二氧化硅(SiO2)层或可防止腐蚀的镀层，做为保护闸门以免被反应气体腐蚀使用。再如图4所示，本发明的热处理炉其在一般操作使用时，仅会开启一个闸门(例如第一闸门1001)，而另一侧闸门(例如第二闸门2001)则维持锁固及封闭装态。而当热处理炉结构I需要维修时方才开启另一侧闸门。再次强调，当气密状态形成时，本发明的气体流动空间204与反应空间205，是各自形成独立的气密空间，两空间气体不会相流通。很明显地，本发明的热处理炉结构与公知技术不同处之一，在于本发明的热处理炉不必于第一闸门1001上配置出气体管路通道及信号传输线路通道，故本发明的热处理炉于进料及出料过程中，第一闸门1001的开启或关闭，均不会对影响供气机构40的结构强度，故除了可以增加热处理炉结构的可靠度外，还可以降低供气机构40的气体管路产生漏气的工安疑虑，同时可使得热反应炉结构制作时能更简便。请再参考图2，气体流动空间204中配置有至少一个第一传感器103，且每一个第一传感器103与控制机构50连接；同时，于反应空间205中同样配置有至少一个第二传感器203，且每一个第二传感器203也与控制机构50连接。当第一传感器103及第二传感器203，同为压力计时，可分别将气体流动空间204所量测到的压力(Pl)及反应空间205所量测到的压力(P2)送至控制机构50中，再由控制机构50计算出压差值(P1-P2),并进行进一步控制。特别要强调的是，本发明由控制机构50计算出压差值(P1-P2)的目的，是经由第一传感器103及第二传感器203对气体流动空间204及反应空间205两者之间的压差值(P1-P2)做精确地控制，特别是控制外部流动空间204的压力略大于内部反应空间205的压力。例如在本发明的一实施例中，其原始设定压力差值设定为lKg/cm2，即当(P1-P2)的压差值大于lKg/cm2时，控制机构50即会调整并增加反应空间205进气量，同时也会调整并减少流动空间204进气量，使得气体流动空间204及反应空间205两者之间的压差值(P1-P2)保持在一个设定的范围间。而在一较佳的实施例中，外部流动空间204的压力是大于一个大气压(Iatm)。很明显地，基于安全性考虑，在本实施例中，压差的控制是采两空间(即气体流动空间及反应空间)同时进气方式进行。再如图2所示，本发明于气体流动空间204及反应空间205两者之间进一步配置一安全阀70，例如将安全阀70配置于内炉体20外侧壁21及内侧壁22间(其中，内炉体20的外侧壁21及内侧壁22间的厚度为6 25mm之间);当反应空间205压力(P2)大于气体流动空间204压力(P1) —设定值时，此时安全阀70会破裂，使得气体流动空间204与反应空间205气体流通；且由于流动空间204的压力略大于反应空间205的压力的缘故，使得流动空间204内的硒化氢气体会往反应空间205内挤压，故不会外泄至外界，且安全阀70的设计也使得热处理炉结构I不会有过高压力产生，而破坏内炉体20石英炉壁的现象发生。在本发明的实施例中，一般反应空间205工作压力会操作在5atm，而此工作压力远低于外炉管所耐压值20atm，因此本发明的热处理炉可以确保操作安全性。现举一个实施例来具体说明本发明的热处理炉的安全性设计。当第一传感器103量测出流动空间204压力为3atm，同时第二传感器203量测出反应空间205压力为2atm，以及外界大气压力为Iatm时，亦即流动空间204压力同时大于反应空间205压力及外界大气压力，故当发生气体泄漏时，根据本发明的热处理炉的设计，由于压差缘故，其只会将流动空间204中的气体(例如氮气)泄漏至外界，此时反应空间205压力也会因流动空间204中压力的下降，控制机构会将反应空间205压力下将来维持其压差，故对操作人员并不会产生安全上疑虑。由于安全性提升缘故，本发明的热处理炉结构I可于低压环境及常压、高压环境都可操作，而其适当的工作压力区间为O. 5 9. 8atm。然而，在本发明的热处理炉的结构中，如果欲将流动空间204与反应空间205中的压力都操作在Iatm的下时；例如流动空间204压力为latm，而反应空间205压力为O. 98atm ;本发明的热处理炉是可以在此操作条件下执行。
另外，若当第一传感器103及第二传感器203，同为密度计时可采用量测气体密度方式予以控制反应，控制方式是采用波以耳方程式原理pava/Ta = PbVb/Tb(其中Pa，Va,及Ta分别为a点下的压力、体积，及温度；Pb，Vb，及Tb分别为b点下的压力、体积，及温度)，有关于详细控制方式于后述图6及图7中会详细陈述。若第一传感器103及第二传感器203,为密度计及压力计组成时，使用者可选择采用压力控制或密度控制方式，对反应进行控制，本处并不加以限制实际采用控制状况，而应以实际操作个案为准。根据前述，本发明的供气机构40，配置于外炉体10的外部，经过多个气体管路与外炉体10的一侧边及内炉体20的一侧边相连接，可控制并提供至少一种第一气体(例如氮气N2、氩气Ar)至气体流动空间204 ;及控制并提供至少一种第二气体(例如氢气H2、氮气N2、硒化氢H2Se、硫化氢H2S、氩气Ar)至反应空间205中，以进行后续反应。此外，本发明的控制机构50，是配置于外炉体10的外部并与供气机构40中的管路连接，用以控制供气机构40提供第一气体及第二气体至气体流动空间204与反应空间205中的量，使得气体于流动空间204形成第一压力(P1),而反应空间205形成第二压力(P2)。特别要说明的是，本发明于热处理炉结构I进行气体反应过程中，由控制机构50控制气体流动空间204中的第一压力(P1)是始终大于反应空间205中的第二压力(P2);或是控制气体流动空间204的第一密度始终大于反应空间205的第二密度。而在一实施例中，第一压力(P1)可以被控制O. 5 9. Satm的区间。此外，本发明的控制机构50除了控制进气量之外，亦同时可以侦测并进一步控制压力、温度、密度、毒性、时间、气体种类等，亦即与热处理炉有关的所有控制皆是经由压力传感器、密度传感器、温度传感器(图未示)、毒性传感器(图未示)，量测后通过信号传输线路传输至控制机构50进行进一步处理。请参考图5，为本发明的热处理炉结构2的另一实施例示意图。如图5所示，热处理炉结构2包括一个外炉体10，具有一个外壁11及一个内壁12，并具有第一侧边101及相对第一侧边101的第二侧边102，以及与第一侧边101及第二侧边102相连接的上侧面与下侧面，以形成一容置空间，且第一侧 边101上配置一个可开启的闸门1001，而第二侧边102为一封闭面，闸门1001的内侧配置一个气密结构10011 ;—个内炉体20，间隔地固设于外炉体10的容置空间中，具有一个外侧壁21及一个内侧壁22，以及具有第三侧边201及相对第三侧边201的第四侧边202，并将第四侧边202与封闭面连接，使得内炉体20的外侧壁21与外炉体10的内壁12间形成一气体流动空间204，且于内炉体20内侧壁22的中形成一反应空间205 ;故于闸门1001闭合时，其气密结构10011与第三侧边201气密地接合，使得气体流动空间204与反应空间205各自形成独立的气密空间；一个加热机构30，固设于内炉体20外侧壁21上，且与内炉体20外侧壁21相接触；一个供气机构40，配置于外炉体10的外部，经过多个气体管路与外炉体10的下侧面及内炉体20的外侧壁相连接，可提供至少一种第一气体(例如氮气N2、氩气Ar)至气体流动空间204，以及可提供至少一种第二气体(例如氢气H2、氮气N2、硒化氢H2Se、硫化氢H2S、IS气Ar)至反应空间205中；以及一个控制机构50，配置于外炉体10的外部并与供气机构40中的管路连接，用以控制供气机构40提供第一气体及第二气体至气体流动空间204与反应空间205中的量，使得气体于流动空间204形成第一压力(P1)，而反应空间205形成第二压力(P2)。很明显地，图5所示的热处理炉结构2其只有一个可开启的闸门1001是与前述图2所示的实施例(即热处理炉结构I)不相同外，其余的结构均与图2所示的热处理炉结构I相同；其中，外炉体10的材质为由下列组成中选出钢(steel)、不锈钢(SUS304、SUS316)；而内炉体20由于需于高温高压环境下，且反应气体可能具腐蚀性，故使用材质为由下列组成中选出石英，二氧化硅(SiO2),且于其中第一气密结构10011与第三侧边201气密接触的一侧面上，同样形成一二氧化硅(SiO2)层，供保护第一闸门1001使用。此外，于本实施例的气体流动空间204中，配置有至少一个第一传感器103，且每一第一传感器103与控制机构50连接，并于反应空间205中配置有至少一个第二传感器203，且每一第二传感器203与控制机构50连接；同样地，若本实施例采用压力控制下时，则第一传感器103及第二传感器203可是一种压力计；而若本实施例采用密度控制时，则第一传感器103及第二传感器203可是一种密度计；此外，本实施例也可以选择第一传感器103为压力计而及第二传感器203为密度计来对热处理炉结构2进行控制，故可以提供使用者视实际操作气体情况切换使用。同样地，于本实施例中，在热处理炉结构2进行气体反应过程中，可以选择由控制机构50来控制气体流动空间204的第一压力(P1)始终大于反应空间205的第二压力(P2)；或是控制气体流动空间204的第一密度始终大于反应空间205的第二密度。由于本实施例与图2所示的实施例(即热处理炉结构I)在外炉体10及内炉体20间的配置方式是相同的，故前述的对热处理炉结构I的实施例的各种安全设计，皆适用于本实施例，故在此不再赘述。很明显地，本发明的热处理炉结构与公知技术不同处之一，在于本发明的热处理炉不必于闸门1001上配置出气体管路通道及信号传输线路通道，故本发明的热处理炉于进料及出料过程中，闸门1001的开启或关闭，均不会对影响供气机构40的结构强度，故除了可以增加热处理炉结构的可靠度外，还可以降低供气机构40的气体管路产生漏气的工安疑虑，同时可使得热反应炉结构制作时能更简便。接着，请参考图6，为本发明的热反应炉的温度与压力分布示意图。如图6所示，于闸门1001及闸门1002关闭后，会由控制机构50控制供气机构40对气体流动空间204与反应空间205进行数次的抽气与通气(例如通入氮气)过程，以确认炉体反应空间205内已无水气存在；于此同时，热处理炉结构I开始缓升温度并加入反应气体；于本实施例中，加入至反应空间205中的气体为10%H2Se+90%N2(carrier gas)。由图6可看出，于升温过程中，在时间进行至50min后即到达一个转折点(例如加热至300°C)，即不再加入反应气体，而仅升高温度。这是根据波以耳方程式原理PaVa/Ta = PbVb/Tb(其中Pa，Va，及Ta分别为a点下的压力、体积，及温度；Pb，Vb，及Tb分别为b点下的压力、体积，及温度)，可于开始操作热处理炉的前，即已计算出`需提供至反应空间205中的反应气体量，故于反应气体加至计算出的量后，即不再继续加入反应气体，而仅继续升高温度。随着温度的快速升高，将会使得反应空间205中的压力也会快速地升高，例如当温度升高至反应温度590°C后，反应空间205中的压力也会到达5atm附近；接着，反应气体即会在温度为590°C及压力为5atm下进行反应；很明显地，此时控制机构50会将气体流动空间204中的压力控制在5.1atm ;如图6所示，本实施例的反应时间约为20min即可完成；再接着，随即进行快速降温工艺，此时，控制机构50会将反应空间205中未反应的气体抽离后，随即再将冷却的氮气同时送到气体流动空间204及反应空间205中进行降温；由于本发明的实施例是于内炉体20炉壁两侧同时降温，使得在相同氮气流量下，降温速率至少为原始降温速率两倍，且由于无内炉体20炉壁龟裂或剥落的疑虑，更可加快进气速率及进气量，有效提升降温速率，缩短降温时间；再如图6所示，本发明的热反应炉I仅需120分钟，即可将反应空间205中的温度从590°C降至设定温度为50 60°C，故可打开闸门1001，将完成硒化反应的铜铟镓硒化合物层(CIGS)的薄膜太阳能电池基板3取出。
如上所述过程，由于本发明可采压力量测方式对反应进行控制，经由第一传感器103及第二传感器203先行量测反应空间205及量测气体流动空间204内的压力后，再将量测值通过信号传输线传至控制机构50，由控制机构50根据反应空间205及气体流动空间204内的压力差值进行控制(即控制气体流动空间204内的压力值略大于反应空间205的压力值)，使反应空间205中的反应顺利进行。故本发明的热反应炉I在快速升温的过程中，不需要进行泄压动作，且由于本发明的热反应炉结构可于高压下进行硒化反应；例5atm ;故可有效加速反应进行，使反应时间缩短；例如，于本实施例中反应时间约为20min ；此外，本发明的另一优点在于降温过程，约仅需120min即降至设定温度为50 60°C。很明显地，根据图6所示，本发明的热反应炉I除了可以缩短硒化反应的时间外，还可以大幅度地缩短降温的时间，故可加速热反应炉I的使用率，进而明显降低制造的成本。接着，请参考图7，为本发明的热反应炉的密度控制的温度密度分布示意图。如图7所示,本实施例中操作条件为当内炉体20直径为1.1m,长为2m,而内炉体20的反应空间205中实际气体所占体积约为12351ithers时；当关上闸门1001后，由于纵轴为密度，故当关上阀门1001并充入氮气后，初期因空气的密度大于氮气密度的因素，故氮气的密度较低，经数次抽气及充入氮气过程后，确认内部已无水气后，随即通入反应气体10%H2Se+90% N2 (carrier gas),同时开始升温,与前述图7热处理炉压力控制温度压力分布示意图相同，在时间进行至50min后(例如加热至300°C)，即不再通入反应气体至反应空间205中；此时，由于反应气体量在反应空间205维持恒定。以图6为对比时，其相关数值如下于反应空间205中的压力为5atm且温度为590°C时，本实施例中的热处理炉内相关气体密度为平均气体密度为2. 35kg/m3，氮(N2)气体密度为1. 78kg/m3，硒化氢(H2Se)气体密度为 O. 57kg/m3。
再如图7所示，由于是在平均气体密度为2. 35kg/m3下进行反应，此时控制机构50会将气体流动空间204中的压力控制在大于平均气体密度为2. 35kg/m3的情状下操作。在高气体密度下，也可以使得反应速率较传统热处理炉快。由图7中可看出，在反应空间205中完成硒化反应的时间仅需约20分钟；同样地，其降温过程也是同时于内炉体20内的反应空间205及炉体外壁的气体流动空间204通入冷却的氮气，且内炉体20炉壁不会有温度梯度疑虑，能加大进气量，同样不到2hr时间，即以完成降温动作；当开启阀门时，由于反应空间205与大气相接触，故密度会提升至25°C下一般空气密度为1. 184kg/m3。由于本发明可采气体密度量测方式对反应进行控制，经由第一传感器103及第二传感器203先行量测反应空间205及量测气体流动空间204内的气体密度后，再将量测值通过信号传输线传至控制机构50，由控制机构50根据反应空间205及气体流动空间204内的气体密度差值进行控制(即控制控制气体流动空间204内的气体密度值略大于反应空间205的气体密度值)，使反应空间205中的反应顺利进行。故本发明的热反应炉I在快速升温的过程中，不需要进行泄压动作，且由于本发明的热反应炉结构可于高气体密度下进行硒化反应；例2. 35kg/m3 ;故可有效加速反应进行，使反应时间缩短；例如，于本实施例中反应时间约为20min ;此外，本发明的另一优点在于降温过程，约仅需120min即降至设定温度为50 60°C。很明显地，根据第6图所示，本发明的热反应炉I除了可以缩短硒化反应的时间外，还可以大幅度地缩短降温的时间，故可加速热反应炉I的使用率，进而明显降低制造的成本。
同样地，也可以将配置于图2与图5的气体流动空间204中的第一传感器103选择为一压力计，及将配置于反应空间205中的第二传感器203选择为一密度计；同样也可以经由密度计或压力计量测得值，同样经由信号输送线路传送至控制机构50后，能针对气体流动空间204及反应空间205的进气量作适当调配，故本发明的热反应炉，可视实际操作情况来决定是以压力控制或是密度控制进行控制。以上的详细说明，均是以完成硒化反应的铜铟镓硒化合物层(CIGS)的薄膜太阳能电池基板3为例；然而，本发明的热处理炉结构还可以使用在其它工艺，另举一例说明若要制造铜锌锡硫(CZTS)的薄膜太阳能电池时，同样可加入硫化氢(H2S)气体与铜(Cu)、锌(Zn)、Sn(锡)于本发明的热处理炉中进行反应，并生成铜锌锡硫薄膜太阳能电池。请再参考图8，是本发明的一种具有多个热处理炉串联成的多级热处理炉结构的实施例示意图。如图8所示，由于本发明的多级热处理炉结构3炉体为水平设计，使得多级热处理炉结构3的具有两端开口(即一个外炉体10，具有第一侧边101及相对第一侧边101的第二侧边102);当将两个热处理炉I串联接在一起时(即将第一个外炉体10的第一侧边101与第二个外炉体10的第二侧边102连接)，并经由气密装置80 ;例如橡胶材料所形成的气密环；使得两个热处理炉之间的第一侧边101及第二侧边102形成气密接触，故当两个热处理炉的内炉体20的一的第三侧边201与另一内炉体20的一的第四侧边202连接后，即可完成多级热处理炉结构3。在此要强调，多级热处理炉结构3中的每一个热处理炉的结构与第2图的热处理炉结构I相同，其详细构造不再详述。当完成串联的两个热处理炉以形成多级热处理炉结构3后，进一步于多级热处理炉结构3的两端各配置一个可开启的第一闸门1001及另一个可开启的第二闸门1002 ;当第一闸门1001及第二闸门1002关闭时，由第一气密结构10011及第二气密结构10021将热处理炉的第一侧边101及第二侧边102封闭；同时，第一气密结构10011经由气密件10014与内炉体20的第三侧边201气密接合，而第二气密结构10021也是经由气密件10014与内炉体20的第四侧边202气密接合，使得位于外炉体10内侧壁12及内炉体20外侧壁21之间的气体流动空间204(即将两个热处理炉的气体流动空间串接而成)，以及位于内炉体20内侧壁22之间的反应空间205 (即将两个热处理炉的反应空间串接而成)各自形成不相通的两独立空间。此外，本发明还可以进一步于多级热处理炉结构3的外炉体10的内侧壁12上配置隔热材质，使得进行加热过程中，若不会传递至外炉体10的外侧壁11 ;而此隔热材质可以是石英砖或云母砖等耐高温材质。此外，于多级热处理炉结构3中配置有加热机构30，固设于内炉体20外侧壁21上，且与内炉体20外侧壁21相接触；同时，多级热处理炉结构3还配置有供气机构40，配置于外炉体10的外部，经过多个气体管路与外炉体10的一侧边及内炉体20的一侧边相连接，故可提供气体至气体流动空间204及反应空间205中；以及于多级热处理炉结构3中再配置控制机构50，配置于外炉体10的外部并与供气机构40中的管路连接，用以提供气体送至气体流动空间204与反应空间205中的量，并能精确地控制气体于流动空间204形成一第一压力(P1),而于反应空间205形成一第二压力(P2);或是使得气体于流动空间204中具有第一密度，而反应空间205中具有第二密度的操作特性。同样地，在本发明的多级热处理炉结构中，于进行硒化反应的过程中，可以由控制机构50来控制气体流动空间204的第一压力(P1)始终大于反应空间205的第二压力(P2);或是控制气体流动空间204的第一密度始终大于反应空间205的第二密度。由于本实施例与图2所示的实施例(即热处理炉结构I)在外炉体10及内炉体20间的配置方式是相同的，故前述的对热处理炉结构I的实施例的各种安全设计，皆适用于本实施例；例如于多级热处理炉结构3的气体流动空间204及反应空间205两者之间进一步配置至少一个安全阀70 ;在此不再赘述。 很明显地，本发明的多级热处理炉结构与公知技术不同处之一，在于本发明的热处理炉不必于第一闸门1001上配置出气体管路通道及信号传输线路通道，故本发明的热处理炉于进料及出料过程中，第一闸门1001的开启或关闭，均不会对影响供气机构40的结构强度，故除了可以增加热处理炉结构的可靠度外，还可以降低供气机构40的气体管路产生漏气的工安疑虑，同时可使得热反应炉结构制作时能更简便。再者，经由多个热处理炉组合而成的多级热处理炉结构3，可以有效节省设备成本并更可增加生产效益。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的申请专利权利；同时以上的描述，对于本领域技术人员应可明了及实施，因此其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰， 均应包含在申请的权利要求范围中。
权利要求
1.一种供气体反应使用的热处理炉结构，包括 一外炉体，具有一第一侧边及相对该第一侧边的第二侧边，且于该第一侧边上装设一可开启第一闸门，于该第二侧边上装设一可开启第二闸门，且该第一闸门的内侧配置一第一气密结构，而该第二闸门的内侧配置一第二气密结构； 一内炉体，具有一外侧壁及一内侧壁，间隔地固设于该外炉体的内部，使得该内炉体的该外侧壁与该外炉体间形成一气体流动空间，且于该内炉体内侧壁的中形成一反应空间，该内炉体具有一第三侧边及相对该第三侧边的第四侧边，于该第一闸门闭合时，该第一气密结构与该第三侧边气密地接合，而第二气密结构与该第四侧边气密地接合，使得该气体流动空间与该反应空间各自形成独立的气密空间； 一加热机构，固设于该内炉体外侧壁上，且与该内炉体外侧壁相接触；及一供气机构，配置于该外炉体的外部，经过多个气体管路与该外炉体一侧边及该内炉体一侧边相连接，可控制地提供一第一气体至该气体流动空间与提供一第二气体至该反应空间中；以及 一控制机构，配置于该外炉体的外部，用以控制该供气机构提供该第一气体及该第二气体至该气体流动空间与该反应空间中的量，使得该气体于流动空间形成一第一压力(P1)，而反应空间形成一第二压力(P2)。
2.根据权利要求1所述的热处理炉结构，其中，该外炉体的材质为由下列组成中选出钢、不锈钢 SUS304、SUS316。
3.根据权利要求1所述的热处理炉结构，其中，该内炉体的材质为由下列组成中选出石英、二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的热处理炉结构，其中，该第一气密结构与该第三侧边气密接触的一侧面上，及该第二气密结构的与该第四侧边气密接触的一侧面上，各自形成一二氧化硅层或可防止腐蚀的镀层。
5.根据权利要求1所述的热处理炉结构，其中，该气体流动空间中配置有至少一第一传感器，且每一该第一传感器与该控制机构连接。
6.根据权利要求1所述的热处理炉结构，其中，该反应空间中配置有至少一第二传感器，且每一该第二传感器与该控制机构连接。
7.根据权利要求5或6所述的热处理炉结构，其中，该第一传感器及该第二传感器为压力计。
8.根据权利要求5或6所述的热处理炉结构，其中，该第一传感器及该第二传感器为密度计。
9.根据权利要求1所述的热处理炉结构，其中，该加热机构为由下列组合中选出石墨加热器、卤素灯。
10.根据权利要求1所述的热处理炉结构，其中，该第一压力(P1)大于一大气压力。
11.一种供气体反应使用的热处理炉结构，包括 一外炉体，具有一第一侧边及相对该第一侧边的第二侧边，且于该第一侧边上装设一可开启第一闸门，于该第二侧边上装设一可开启第二闸门； 一内炉体，具有一外侧壁及一内侧壁，间隔地固设于该外炉体的内部，使得该内炉体的该外侧壁与该外炉体间形成一气体流动空间，且于该内炉体内侧壁的中形成一反应空间，于该第一闸门及该第二闸门闭合时，使得该气体流动空间与该反应空间各自形成独立的气密空间； 一加热机构，固设于该内炉体外侧壁上，且与该内炉体外侧壁相接触； 一供气机构，配置于该外炉体的外部，经过多个气体管路与该外炉体一侧边及该内炉体一侧边相连接，可控制地提供一第一气体至该气体流动空间与提供一第二气体至该反应空间中；以及 一控制机构，用以控制该供气机构提供该第一气体及该第二气体至该气体流动空间与该反应空间中的量，使得该气体于流动空间形成一第一压力(P1),而反应空间形成一第二压力(P2)。
12.—种供气体反应使用的热处理炉结构，包括 一外炉体，具有一第一侧边及相对该第一侧边的第二侧边，及与该第一侧边及该第二侧边相连接的一上侧面与一下侧面，以形成一容置空间，且该第一侧边上配置一可开启的第一闸门，而该第二侧边为一封闭面，该第一闸门的内侧配置一第一气密结构； 一内炉体，间隔地固设于该外炉体的容置空间中，具有一外侧壁及一内侧壁，以及具有一第三侧边及相对该第三侧边的第四侧边，并将该第四侧边与该封闭面连接，使得该内炉体的该外侧壁与该外炉体间形成一气体流动空间，且于该内炉体内侧壁的中形成一反应空间，于该第一闸门闭合时，该第一气密结构与该第三侧边气密地接合，使得该气体流动空间与该反应空间各自形成独立的气密空间； 一加热机构，固设于该内炉体外侧壁上，且与该内炉体外侧壁相接触； 一供气机构，配置于该外炉体的外部，经过多个气体管路与该外炉体的该下侧面及该内炉体的该外侧壁相连接，可控制地提供一第一气体至该气体流动空间与提供一第二气体至该反应空间中；以及 一控制机构，配置于该外炉体的外部，用以控制该供气机构提供该第一气体及该第二气体至该气体流动空间与该反应空间中的量，使得该气体于流动空间形成一第一压力(P1)，而反应空间形成一第二压力(P2)。
13.根据权利要求11或12所述的热处理炉结构，其中，该外炉体的材质为由下列组成中选出钢、不锈钢SUS304、SUS316。
14.根据权利要求11或12所述的热处理炉结构，其中，该内炉体的材质为由下列组成 中选出石英、二氧化硅。
15.根据权利要求11或12所述的热处理炉结构，其中，该第一气密结构与该第三侧边气密接触的一侧面上，形成一二氧化硅层。
16.根据权利要求11或12所述的热处理炉结构，其中，该气体流动空间中配置有至少一第一传感器，且每一该第一传感器与该控制机构连接。
17.根据权利要求11或12所述的热处理炉结构，其中，该反应空间中配置有至少一第二传感器，且每一该第二传感器与该控制机构连接。
18.根据权利要求16或17所述的热处理炉结构，其中，该第一传感器及该第二传感器为压力计。
19.根据权利要求16或17所述的热处理炉结构，其中，该第一传感器及该第二传感器为密度计。
20.根据权利要求11或12所述的热处理炉结构，其中，于该热处理炉结构进行气体反应过程中，由该控制机构控制该气体流动空间第一压力(P1)始终大于该反应空间的第二压力(P2)。
21.根据权利要求11或12所述的热处理炉结构，其中，该加热机构为由下列组合中选出石墨加热器、卤素灯。
22.—种供气体反应使用的多级热处理炉，是由多个热处理炉串接而形成，其中，每一个热处理炉结构包括 一外炉体，具有一第一侧边及相对该第一侧边的第二侧边，且于该第一侧边上装设一可开启第一闸门，于该第二侧边上装设一可开启第二闸门，且该第一闸门的内侧配置一第一气密结构，而该第二闸门的内侧配置一第二气密结构； 一内炉体，具有一外侧壁及一内侧壁，间隔地固设于该外炉体的内部，使得该内炉体的该外侧壁与该外炉体间形成一气体流动空间，且于该内炉体内侧壁的中形成一反应空间，该内炉体具有一第三侧边及相对该第三侧边的第四侧边，于该第一闸门闭合时，该第一气密结构与该第三侧边气密地接合，而第二气密结构与该第四侧边气密地接合，使得该气体流动空间与该反应空间自形成独立的气密空间； 一加热机构，固设于该内炉体外侧壁上，且与该内炉体外侧壁相接触； 一供气机构，配置于该外炉体的外部，经过多个气体管路与该外炉体一侧边及该内炉体一侧边相连接，可控制地提供一第一气体至该气体流动空间与提供一第二气体至该反应空间中；以及 一控制机构，配置于该外炉体的外部，用以控制该供气机构提供该第一气体及该第二气体至该气体流动空间与该反应空间中的量，使得该气体于流动空间形成一第一压力(P1)，而反应空间形成一第二压力(P2)。
23.根据权利要求22所述的热处理炉结构，其中，该外炉体的材质为由下列组成中选出钢、不锈钢 SUS304、SUS316。
24.根据权利要求22所述的热处理炉结构，其中，该内炉体的材质为由下列组成中选出石英，二氧化硅。
25.根据权利要求22所述的热处理炉结构，其中，该第一气密结构与该第三侧边气密接触的一侧面上，形成一二氧化硅层。
26.根据权利要求22所述的热处理炉结构，其中，该气体流动空间配置有至少一第一传感器，且每一该第一传感器与该控制机构连接。
27.根据权利要求22所述的热处理炉结构，其中，该反应空间中配置有至少一第二传感器，且每一该第二传感器与该控制机构连接。
28.根据权利要求22所述的热处理炉结构，其中，于该热处理炉结构进行气体反应过程中，由该控制机构控制该气体流动空间第一压力(P1)始终大于该反应空间的第二压力(P2)。
29.根据权利要求22所述的热处理炉结构，其中，该加热机构为由下列组合中选出石墨加热器、卤素灯。
全文摘要
一种供气体反应使用的热处理炉结构，包括一外炉体、一内炉体、一加热机构、一供气机构，及一控制机构，由控制机构控制进气量可有效使得，内炉体外侧流动空间中第一压力(P1)，始终大于内炉体内侧反应空间中第二压力(P2)。由此设计可使得反应气体流速可加快，增快薄膜反应速率，且提升膜质均匀度，同时也可提升降温速率，增加操作安全性。
文档编号C23C16/44GK103046023SQ20111030959
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者萧盈诗, 吉村俊秋 申请人:核心能源实业有限公司, 吉村俊秋