制备大尺寸高均匀CVD ZnS材料的设备及其工艺制造技术

一种化学气相沉积制备大尺寸高光学均匀性硫化锌材料的设备及其工艺，是在高温真空炉内设有锌池、沉积室和卸料箱，锌蒸汽喷嘴与硫化氢喷嘴的结构为同心圆结构，且硫化氢喷嘴为中心喷嘴，锌蒸汽喷嘴为外环喷嘴。该方法包括：预抽真空、升温、通入氩气、通入经氩气稀释的硫化氢气体、控制硫化锌的生长步骤。其中，硫化氢与氩气的稀释体积比例控制在１∶５到１∶１０之间；通入锌池的携带锌的氩气与稀释硫化氢的氩气的体积比例控制在１０∶１到５∶１之间；锌与硫化氢的ｍｏｌ比控制在１∶１至１．５∶１之间；反应的压力控制在３０００－１００００帕；沉积区的温度控制在５５０－７００℃之间；锌池的温度控制在５００－８００℃之间。有效地解决了化学气相沉积制备硫化锌工艺中厚度均匀性和光学质量均匀性问题。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
制备大尺寸高均匀CVD ZnS材料的设备及其工艺
本专利技术涉及一种属化学气相沉积工艺(CVD)制备大尺寸高光学均匀性硫化锌(ZnS)材料的设备及其工艺，属于无机块体材料制备的领域。
技术介绍
硫化锌是一种性能优良的红外光学材料，它的透射波段覆盖了可见光、中红外和远红外，并且具备良好的力学和热学性能，被广泛的用作红外探测、成像装置的窗口、整流罩和透镜。采用化学气相沉积工艺制备的硫化锌材料具有致密度高(达到理论密度)、纯度高和光学透过性能好(接近理论透过率)等优点，因而国际上普遍采用化学气相沉积工艺生长光学用的硫化锌窗口、透镜等元件。如图1所示，普通的用化学气相沉积制备硫化锌的设备是在高温真空炉1内自下而上分别是：锌池1，是一个用高纯石墨制成的坩埚，坩埚内盛放高纯度的锌原料；喷嘴22’，位于坩埚盖的上方，连接坩埚与沉积室；沉积室3，是由高纯石墨制成的方形筒，内壁即为发生硫化锌沉积的场所；卸料箱4，用于防止空间反应产生的粉末落入沉积室；抽气管道7，与真空泵相连，提供反应所需的压力，在高温真空炉内设有加热器8。加热锌池使锌熔化；高纯氩气通入锌池1，携带锌蒸汽经过喷嘴22进入沉积室；硫化氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学气相沉积制备大尺寸高光学均匀性硫化锌材料的设备，是在高温真空炉内自下而上分别设有锌池、沉积室和卸料箱，其中，锌池内盛放锌原料，锌池接有氩气进口管，在锌池的盖部通过锌蒸汽喷嘴与其上部的沉积室接通，并有经氩气稀释的硫化氢气体进口管通过硫化氢喷嘴接通该沉积室，沉积室的上口与卸料箱的下口相通，锌池、沉积室和卸料箱构成一个密闭的空间，并且，卸料箱的上口直通高温真空炉外，并通过抽气管道依次与高效过滤器、真空泵、硫化氢吸收塔相连接，在高温真空炉内设有加热器，其特征在于：锌蒸汽喷嘴与硫化氢喷嘴的结构为同心圆结构，且硫化氢喷嘴为中心喷嘴，锌蒸汽喷嘴为外环喷嘴。

【技术特征摘要】
1、一种化学气相沉积制备大尺寸高光学均匀性硫化锌材料的设备，是在高温真空炉内自下而上分别设有锌池、沉积室和卸料箱，其中，锌池内盛放锌原料，锌池接有氩气进口管，在锌池的盖部通过锌蒸汽喷嘴与其上部的沉积室接通，并有经氩气稀释的硫化氢气体进口管通过硫化氢喷嘴接通该沉积室，沉积室的上口与卸料箱的下口相通，锌池、沉积室和卸料箱构成一个密闭的空间，并且，卸料箱的上口直通高温真空炉外，并通过抽气管道依次与高效过滤器、真空泵、硫化氢吸收塔相连接，在高温真空炉内设有加热器，其特征在于：锌蒸汽喷嘴与硫化氢喷嘴的结构为同心圆结构，且硫化氢喷嘴为中心喷嘴，锌蒸汽喷嘴为外环喷嘴。2、根据权利要求1所述的化学气相沉积制备大尺寸高光学均匀性硫化锌材料的设备，其特征在于：所述的硫化氢喷嘴的硫化氢出气口与锌蒸汽喷嘴的锌出气口面积比介于2∶1到1∶2之间。3、根据权利要求1或2所述的化学气相沉积制备大尺寸高光学均匀性硫化锌材料的设备，其特征在于：所述的沉积室是截面为矩形的石墨筒，长宽高的比例介于1∶2∶3和1∶2∶5之间，沉积室宽度与锌蒸汽喷嘴的锌出气口外径的比例介于2∶1到5∶1之间。4、根据权利要求3所述的化学气相沉积制...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏小平，杨海，余怀之，霍承松，鲁泥藕，石红春，付利刚，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，北京国晶辉红外光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]