气相沉积炉或单晶炉，即所述本发明提供的测量装置和测量方法优选具体应用在化学气相沉积炉或单晶炉。
[0066]本发明提供了一种测量化学气相沉积炉的原料蒸发量的装置和测量方法，能够实时监测和控制原料的蒸发量，具有较高的精确度。尤其是在高温、真空等密闭条件下，本发明采用轴丝式测量，减小了温度对部件热膨胀的影响，从而大大提高了测量精度，而且本发明采用的金属轴丝和轴芯等部件，在实际的使用过程中安全性较高，而且本发明的连接方式，在实际的使用过程中也不会影响化学气相沉积炉对高气密性的要求。实验结果表明，采用本发明提供的测量化学气相沉积炉的原料蒸发量的装置，测量化学气相沉积过程中金属原料的蒸发速率精确度较高，偏差在± 1.5 %之内。
[0067]参见图1，图1为本发明实施例提供的测量化学气相沉积炉的原料蒸发量的装置的结构示意简图，其中，I为浮力装置，2为轴丝，3为轴芯，4为可实时显示的计量器，5为坩祸，A和B为液体原料蒸发过程中的液面高度差。
[0068]为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种测量化学气相沉积炉的原料蒸发量的装置和方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0069]实施例1
[0070]首先将测量装置中的轴芯固定在化学气相沉积炉内的固体原料上方，将一端连接在轴芯且部分缠绕在轴芯上的轴丝自然垂下，并且将轴芯的轴心与旋转编码器相连接。
[0071]再将轴丝的另一端与浮球相连接，并且将浮球置于化学气相沉积炉内的固体原料顶部，并使轴丝垂直无曲张。
[0072]固定好上述测量装置后，将坩祸中的固体原料加热全部熔化为液体原料后，浮球会浮在液体原料表面，查看并记录测量装置中旋转编码器得初始计数，并注意保持轴丝垂直无曲张。
[0073]继续加热，将所述液体原料变为蒸汽的过程中，测量装置的旋转编码器测得第二计数；
[0074]最后根据所述初始计数、第二计数、卷绕装置的周长与测定初始计数和第二计数的时间差，得到单位时间内的原料蒸发量，即金属的蒸发速率。
[0075]实施例2
[0076]利用化学气相沉积法生产硫化锌，浮球采用高纯石墨，轴丝采用钼丝，坩祸中所装的金属为锌原料，当进入沉积阶段后，浮球会随着锌蒸发逐渐下降，从而体现到编码的旋转圈数n，和轴套的周长为L，时间为At，盛放锌原料的坩祸的面积SI，锌的密度为P即可计算出单位时间内锌的蒸发速率V。即V = L*n*Sl*p/ At，从而很容易根据锌的蒸发速率判断硫化氢的通入量。在硫化锌生产过程中沉积温度7800C，化学气相沉积炉内压力1000Pa，原料采用纯度为99.999%的锌，利用该方法，产品的转换率达到73%，锌蒸发速率与原料气体硫化氢的工艺参数比例控制精确度较高，偏差在± 0.8 %之内。
[0077]实施例3
[0078]利用化学气相沉积法生产砸化锌，浮球采用高纯石墨，轴丝采用钨丝，坩祸中所装的金属为锌原料，当进入沉积阶段后，浮球会随着锌蒸发逐渐下降，从而体现到编码的旋转圈数n，和轴套的周长为L，时间为At，盛放锌原料的坩祸的面积SI，锌的密度为P即可计算出单位时间内锌的蒸发速率V。即V = L*n*Sl*p/At，从而很容易根据锌的蒸发速率判断砸化氢的通入量。在砸化锌生产过程中沉积温度800 °C，化学气相沉积炉内压力30000Pa，原料采用纯度为99.999%的锌，利用该方法，产品的转换率达到71%，锌蒸发速率与原料气体砸化氢的工艺参数比例控制精确度较高，偏差在± 0.8 %之内。
[0079]以上对本发明所提供的一种测量化学气相沉积炉的原料蒸发量的装置和方法进行了详细介绍。本文中应用了具体的个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种测量化学气相沉积炉的原料蒸发量的装置，其特征在于，包括，浮力装置、轴丝、卷绕装置和可实时显示的计量器组成； 所述浮力装置置于化学气相沉积炉内的固体原料顶部，所述浮力装置与所述轴丝的一端相连接； 所述轴丝的另一端与所述卷绕装置相连接，所述卷绕装置固定在化学气相沉积炉内的固体原料上方； 所述卷绕装置的轴心与所述可实时显示的计量器相连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述浮力装置为中空圆柱体或中空球体。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述浮力装置的材质为高纯石墨、C/C复合材料或石英;所述轴丝为钼丝、铜丝或钨丝。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述卷绕装置为轴芯，所述卷绕装置的材质与轴丝相同。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计量器为旋转编码器。6.—种测量化学气相沉积炉的原料蒸发量的方法，其特征在于，包括以下步骤: A)将测量装置中的卷绕装置固定在化学气相沉积炉内的固体原料上方，浮力装置置于化学气相沉积炉内的固体原料顶部，并使轴丝垂直无曲张； B)将所述固体原料全部熔化为液体原料时，所述测量装置测得初始计数； C)将所述液体原料变为蒸汽的过程中，所述测量装置测得第二计数； D)根据所述初始计数、第二计数、卷绕装置的周长与测定初始计数和第二计数的时间差，得到单位时间内的原料蒸发量。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤D)具体为: Dl)根据所述第二计数与初始计数的差值，再乘以卷绕装置的周长，得到所述液体原料变为蒸汽的过程中轴丝的卷绕长度； D2)根据轴丝的卷绕长度和盛放所述液体原料的器具的横截面积，得到变为蒸汽的液体的体积； D3)根据测定的初始计数和第二计数的时间差、所述变为蒸汽的液体的体积以及所述液体原料的密度，得到单位时间内原料蒸发量。8.权利要求1?5任意一项所述的装置或权利要求6?7任意一项所述的方法在计算固体蒸发量中的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述固体蒸发量具体为，在密闭容器、高温和真空中的一种或多种情况下的固体蒸发量。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述需要计算固体蒸发量的设备为化学气相沉积炉或单晶炉。
【专利摘要】本发明提供了一种测量化学气相沉积炉的原料蒸发量的装置，包括，浮力装置、轴丝、卷绕装置和可实时显示的计量器组成；所述浮力装置置于化学气相沉积炉内的固体原料顶部，所述浮力装置与所述轴丝的一端相连接；所述轴丝的另一端与所述卷绕装置相连接，所述卷绕装置固定在化学气相沉积炉内的固体原料上方；所述卷绕装置的轴心与所述可实时显示的计量器相连接。本发明提供的测量装置能够实时监测和控制原料的蒸发量，具有较高的精确度。尤其是在高温、真空等密闭条件下，本发明采用轴丝式测量，减小了温度对部件热膨胀的影响，而且本发明的连接方式，在实际的使用过程中具有较好的安全性，也不会影响化学气相沉积炉对高气密性的要求。
【IPC分类】G01N7/16, C23C16/52
【公开号】CN105603394
【申请号】CN201511035099
【发明人】朱刘, 于金凤, 刘留
【申请人】清远先导材料有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月31日...