高效节能硒化锌气相沉积炉的制作方法

本发明涉及一种硒化锌合成装置，特别涉及一种高效节能硒化锌气相沉积炉。

背景技术：

硒化锌(ZnSe)材料是一种黄色透明的多晶材料，结晶颗粒大小约为70μm，透光范围0.5-15μm。由化学气相沉积(CVD)方法合成的硒化锌基本不存在杂质吸收，散射损失极低。由于对10.6μm波长光的吸收很小，因此成为制作高功率CO₂激光器系统中光学器件的首选材料。此外在其整个透光波段内，也是在不同光学系统中所普遍使用的材料。

化学气相沉积(CVD)是利用化学气相沉积原理，将参与化学反应的物质加热到一定工艺温度，用惰性气体载流的方法将它们引至反应区反应沉积，生成固态物质。为了得到工艺要求，此沉积过程一般需要连续工作两天左右，为了更好的制备高质量的产品，沉积环境要求在非常洁净的环境下进行。

其中硒化锌制备过程是在圆筒形高温正压蒸发壳体底部的圆形坩埚容器中放入原料锌加热成蒸汽，另一个圆形坩埚容器中放入硒加热成蒸汽，以Ar为载体输送到温度高于950℃的反应室里，进入到反应室中的硒蒸汽和锌蒸汽开始实现气相反应：Zn+Se＝ZnSe。

现有技术中关于气相沉积的技术文献也较多，例如申请号为201410040254.6的发明专利公开了一种化学气相沉积设备，它包括壳体、反应系统以及位于壳体和反应系统之间的加热元件，在壳体的内部设有反应系统，反应系统包括原料供应装置和反应室，在原料供应装置和反应室的壳体内壁上设有加热元件，壳体包括壳本体和门，壳本体和门共同围合成一内腔，所述内腔为长方体形状，所述门能够敞开或者封闭所述内腔的一个面。申请号为201521042165.1的实用新型专利公开了一种化学气相沉积装置，它包括加热炉，加热炉具有密闭的炉膛和设置在炉膛外周的加热体，炉膛中部设置有热电偶，炉膛具有气体入口和气体出口。

但是，现有的气相沉积炉都是采用喷气嘴直接喷射的方式通入反应气体，这种方式导致反应气体气流分布不均匀，从而导致沉积质量差，同时由于气流拱动较大，导致部分气流直接通过出口排出而使部分气体浪费，并且对环境污染严重。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种高效节能硒化锌气相沉积炉，能够使反应气体气流分布均匀，提高沉积质量，减少反应气体浪费。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高效节能硒化锌气相沉积炉，包括炉本体，所述炉本体上设有反应气体进气管道，所述炉本体与尾气处理系统连通，所述炉本体内设有气体分布装置，所述气体分布装置包括内筒和外筒，所述内筒套设在外筒的内部并且内筒与外筒之间形成密封的空腔，所述空腔内设置有螺旋向下的螺旋导流板，所述反应气体进气管道与空腔的上部连通，所述内筒上设有若干通气孔。

作为本发明的优选方案，所述螺旋导流板连接在外筒上，并且螺旋导流板的宽度从上至下逐渐减小。

作为本发明的优选方案，所述内筒内壁上设有弧形挡板，所述弧形挡板沿通气孔下沿设置且弧形挡板的开口倾斜向上设置。

作为本发明的优选方案，所述弧形挡板的宽度从上至下逐渐减小。

作为本发明的优选方案，所述炉本体内设有电加热丝，所述电加热丝包括第一段加热丝、第二段加热丝和第三段加热丝。

作为本发明的优选方案，所述炉本体还设有隔热保温层。

作为本发明的优选方案，所述尾气处理系统包括依次连通的除尘器、水过滤装置和抽真空系统。

本发明的有益效果在于：

本发明在使用过程中，反应气体Zn和Se通过反应气体进气管道进入到气体分布装置中，在螺旋导流板的作用下沿着空腔从上到下螺旋运动，并且内筒上设置有通气孔，反应气体Zn和Se通过通气孔进入内筒内部进行反应；由于本发明采用从上到下的导气方式，气体分布装置上段的气体流量大于气体分布装置下段的气体流量，反应气体Zn和Se在空腔内均匀混合，相对于现有技术中喷气嘴直接喷射的方式，反应气体气流分布更加均匀，提高了沉积质量，同时减少了反应气体的浪费，提高资源的利用率。

附图说明

图1为本发明的高效节能硒化锌气相沉积炉的结构示意图；

图2为本发明中气体分布装置部分的结构示意图。

图中标记：1-炉本体，2-反应气体进气管道，3-内筒，4-外筒，5-空腔，6-螺旋导流板，7-通气孔，8-弧形挡板，9-除尘器，10-水过滤装置，11-抽真空系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1

一种高效节能硒化锌气相沉积炉，包括炉本体1，所述炉本体1上设有反应气体进气管道2，所述炉本体1与尾气处理系统连通，所述炉本体1内设有气体分布装置，所述气体分布装置包括内筒3和外筒4，所述内筒3套设在外筒4的内部并且内筒3与外筒4之间形成密封的空腔5，所述空腔5内设置有螺旋向下的螺旋导流板6，所述反应气体进气管道2与空腔5的上部连通，所述内筒3上设有若干通气孔7。

将锌和硒分别加热到700-750℃、300-350℃加热成蒸汽，沉积炉加热到900℃，然后通入保护性载流气体，反应气体Zn和Se通过反应气体进气管道2进入到气体分布装置中，在螺旋导流板6的作用下沿着空腔5从上到下螺旋运动，并且反应气体Zn和Se通过通气孔7进入内筒3内部进行反应。

实施例2

本实施例在实施例1的基础之上，所述螺旋导流板6连接在外筒4上，并且螺旋导流板6的宽度从上至下逐渐减小；由于空腔5上段的气体流量大于空腔5下段的气体流量，因此适当减小空腔5下段螺旋导流板6的宽度，便于提高效率。

实施例3

本实施例在实施例1的基础之上，所述内筒3内壁上设有弧形挡板8，所述弧形挡板8沿通气孔7下沿设置且弧形挡板8的开口倾斜向上设置；所述弧形挡板8的宽度从上至下逐渐减小；弧形挡板8对通过通气孔7进入内筒3的反应气体有引导作用，使内筒3内的反应气体分布更加均匀。

实施例4

本实施例在实施例1的基础之上，所述炉本体1内设有电加热丝，所述电加热丝包括第一段加热丝、第二段加热丝和第三段加热丝；所述炉本体1还设有隔热保温层。

实施例5

本实施例在实施例1的基础之上，所述尾气处理系统包括依次连通的除尘器9、水过滤装置10和抽真空系统11。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。