本实用新型专利技术公开了一种PVD法生产硒化锌的改进装置，包括蒸发沉积系统和真空系统；蒸发沉积系统包括保温外壳和石英管罩；保温外壳内侧沿轴向分割为蒸发区和沉积区；石英管罩位于保温外壳内侧，位于蒸发区的石英管罩内侧设有盛料组件；位于沉积区的石英管罩内侧设有沉积模具；石英管罩外侧和蒸发区内侧之间设有蒸发加热器，石英管罩外侧和沉积区内侧之间设有沉积加热器；蒸发加热器和沉积加热器之间设有隔热层；位于沉积区的石英管罩端部伸出保温外壳与真空系统连通。上述装置实现了利用PVD法的原理制备大尺寸均匀厚度的硒化锌多晶板料，提高了材料利用率，解决了多数PVD法生产的硒化锌板材两端厚度不一致的问题。锌板材两端厚度不一致的问题。锌板材两端厚度不一致的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种PVD法生产硒化锌的改进装置
[0001]本技术涉及一种PVD法生产硒化锌的改进装置，属于硒化锌的生产装置
技术介绍
[0002]硒化锌多晶材料是七十年代末发展起来的优质红外窗口材料，具有透光范围宽(0.5～22μm)，吸收系数低等优点，是大功率CO2激光器及红外热像仪的首选窗口材料。生长硒化锌多晶主要使用化学气相沉积法(CVD)和物理气相沉积法(PVD)，但制备高品质大尺寸的多晶硒化锌多数采用CVD法，以锌蒸汽和硒化氢(H2Se)气体(或硒蒸汽)为原料气，以氢气(H2)为载流气，在650～750℃的温度下发生化学反应，在石墨沉积板上生成硒化锌块状晶体。使用CVD法生产硒化锌多晶时，所使用到的硒化氢(H2Se)气体易燃，剧毒，尾气中为副产物氢气(H2)和未反应完全的硒化氢(H2Se)气体，氢气(H2)是一种易燃易爆、无色无味的危险气体，且CVD法生产硒化锌周期长，成本昂贵，传统的物理气相沉积法(PVD)生产的硒化锌多晶板料，受限于沉积模具和原料纯度，无法获得厚度均匀、透过一致的板料。
技术实现思路
[0003]为了解决
技术介绍
中提到的问题，本技术公开了一种PVD法生产硒化锌的改进装置，能够利用PVD法的原理，制备大尺寸均匀厚度的硒化锌多晶板料，提高了PVD法生产的硒化锌板材的材料利用率，解决了多数PVD法生产的硒化锌板材两端厚度不一致的问题，避免了CVD法生产硒化锌多晶材料过程中有毒气体硒化氢(H2Se)的使用，并且不会产生副产物易燃易爆气体氢气(H2)，保证了硒化锌生产过程的安全可靠性。<br/>[0004]为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：
[0005]一种PVD法生产硒化锌的改进装置，包括蒸发沉积系统和真空系统；
[0006]蒸发沉积系统包括保温外壳和石英管罩；
[0007]保温外壳内侧沿轴向分割为蒸发区和沉积区；
[0008]石英管罩位于保温外壳内侧，位于蒸发区的石英管罩内侧设有盛料组件，盛料组件包括盛料瓶，盛料瓶内侧设有过滤垫，过滤垫将盛料瓶内侧分割为两腔、分别为内侧腔和外侧腔，外侧腔的端部设有开口，开口朝向沉积区；位于沉积区的石英管罩内侧设有沉积模具，沉积模具为管腔结构，沉积模具的前端与盛料瓶上的开口相对，盛料瓶和沉积模具之间通孔隔热垫，通孔隔热垫上设有通孔、使得盛料瓶上的开口和沉积模具相互贯通；石英管罩外侧和蒸发区内侧之间设有蒸发加热器，石英管罩外侧和沉积区内侧之间设有沉积加热器；蒸发加热器和沉积加热器之间设有隔热层；
[0009]真空系统包括导流管粘盘、导流管、过滤器、真空计、预抽泵以及主抽泵；位于沉积区的石英管罩端部伸出保温外壳与真空系统连通，导流管粘盘连接于石英管罩端部；导流管的一端穿过导流管粘盘与石英管罩内部连通，导流管的另一端连通主抽泵；过滤器、真空计和预抽泵依次设在导流管粘盘和主抽泵之间的导流管上；预抽泵上设有预抽阀，主抽泵
上设有主抽阀。
[0010]上述盛料瓶用于盛放硒化锌原料；隔热层维持蒸发沉积系统的温度恒定，并且减少蒸发区热量向沉积区的热辐射。
[0011]导流管上的过滤器用于过滤掉导流管内吸入的硒化锌粉尘和防止真空泵中的粉尘进入石英管罩内。
[0012]利用本公开的PVD法生产硒化锌的改进装置，实现了利用PVD法的原理制备大尺寸均匀厚度的硒化锌多晶板料，提高了PVD法生产的硒化锌板材的材料利用率，解决了多数PVD法生产的硒化锌板材两端厚度不一致的问题，同时，避免了CVD法生产硒化锌多晶材料过程中有毒气体硒化氢(H2Se)的使用，并且不会产生副产物易燃易爆气体氢气(H2)，保证了硒化锌生产过程的安全可靠性。
[0013]沉积模具为两端均敞口的官腔结构。沉积模具从前端到后端的方向与从蒸发区到沉积区的方向一致。
[0014]为了方便安装，真空系统中的导流管上包含一个三通接头，三通接头一头连接真空计，一头连接预抽阀，另一头连接主抽阀。也即真空计后使用三通接口连接预抽阀和主抽阀。
[0015]为了方便生产，沉积模具通过定位夹定位于石英管罩内。
[0016]沉积模具包括拼接钼片、密封钼片和卡箍；拼接钼片有结构相同、大小相等的两片，拼接钼片的截面为直角三角形，两片拼接钼片拼接为方形管腔结构，方形管腔结构从前端到后端呈逐渐收缩的结构；密封钼片有结构相同的两片，密封钼片的截面为等腰直角三角形，两片密封钼片分别贴合在两片拼接钼片的两个对角拼接处的外围，卡箍卡合在拼接钼片和密封钼片外围。采用前述结构方便硒化锌板料从方形管腔内取下；方形管腔结构从前端到后端呈逐渐收缩的结构，为了提高沉积模具尾端板材沉积厚度。
[0017]为了提高材料的利用率，沉积模具的前端敞口大小与通孔隔热垫上的通孔(D)大小相等、且相互对接。
[0018]为了提高产品的均匀性，蒸发加热器为均匀分布在与蒸发区正对的石英管罩外围的两个以上的硅碳棒加热组件；沉积加热器为均匀分布在与沉积区正对的石英管罩外围的两个以上的硅碳棒加热组件。这样可进一步保证硒化锌的沉积生长速率稳定，并且促进沉积模具前端和后端硒化锌的沉积厚度一致，进而在沉积模具上沉积生长得到大尺寸厚度一致的硒化锌多晶板料，硅碳棒相比于未改进技术中的采用电阻丝加热，形成的温度场更加稳定，保证沉积得到的硒化锌多晶板料的质量。
[0019]利用上述PVD法生产硒化锌的改进装置生产硒化锌的方法，包括步骤：
[0020]S1：将硒化锌原料投放在盛料瓶内，盛料瓶内装上过滤垫，将盛料瓶放入石英管罩内；
[0021]S2：将通孔隔热垫盖置于石英管罩内盛料瓶的瓶口处，并将沉积模具定位在石英管罩内，沉积模具的前端与通孔隔热垫上的通孔相接；
[0022]S3：将导流管粘盘对接于石英管罩端部，导流管的一端穿过导流管粘盘与石英管罩内部连通；
[0023]S4：开启真空系统中的预抽阀，关闭主抽阀，开启预抽泵；
[0024]S5：用耐高温胶体将石英管罩端部和导流管粘盘对接处密封粘接；
[0025]S6：开启主抽泵和主抽阀，利用抽真空系统中的主抽泵对蒸发沉积系统进行抽真空，并通过蒸发加热器对盛料组件进行加热，调整盛料瓶温度为850～950℃，通过沉积加热器将沉积区温度调至300～450℃；
[0026]S7：盛料瓶内的原料蒸发完毕，在沉积区内的沉积模具内形成硒化锌毛坯材料，将蒸发沉积系统降至室温；
[0027]S8：真空系统泄压至常压，打开导流管粘盘，取出沉积模具，从沉积模具上取下硒化锌毛坯。
[0028]沉积模具从前端到后端的高度是不变的，宽度逐渐缩小，也即沉积模具左右两侧高度相等，通常，一次可得到沉积在沉积模具左右两侧的两块板材，而沉积在沉积模具上下两侧的多余的硒化锌则回炉再利用。从左侧到右侧的方向与从前端到后端的方向垂直。
[0029]上述步骤S1中，硒化锌原料为硒化锌碎块，在将硒化锌碎块装入盛料瓶之前，需对硒化锌块体洗净、除杂、干燥，以获得洁净干燥的硒化锌碎料。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种PVD法生产硒化锌的改进装置，其特征在于，包括蒸发沉积系统(1)和真空系统(2)；蒸发沉积系统(1)包括保温外壳(11)和石英管罩(15)；保温外壳(11)内侧沿轴向分割为蒸发区(12)和沉积区(13)；石英管罩(15)位于保温外壳(11)内侧，位于蒸发区(12)的石英管罩(15)内侧设有盛料组件(121)，盛料组件(121)包括盛料瓶(121A)，盛料瓶(121A)内侧设有过滤垫(121B)，过滤垫(121B)将盛料瓶(121A)内侧分割为两腔、分别为内侧腔和外侧腔，外侧腔的端部设有开口，开口朝向沉积区(13)；位于沉积区(13)的石英管罩(15)内侧设有沉积模具(131)，沉积模具(131)为管腔结构，沉积模具(131)的前端与盛料瓶(121A)上的开口相对，盛料瓶(121A)和沉积模具(131)之间通孔隔热垫(121C)，通孔隔热垫(121C)上设有通孔(D)、使得盛料瓶(121A)上的开口和沉积模具(131)相互贯通；石英管罩(15)外侧和蒸发区(12)内侧之间设有蒸发加热器(122)，石英管罩(15)外侧和沉积区(13)内侧之间设有沉积加热器(132)；蒸发加热器(122)和沉积加热器(132)之间设有隔热层(14)；真空系统(2)包括导流管粘盘(20)、导流管(21)、过滤器(22)、真空计(23)、预抽泵(25)以及主抽泵(27)；位于沉积区(13)的石英管罩(15)端部伸出保温外壳(11)与真空系统(2)连通，导流管粘盘(20)连接于石英管罩(15)端部；导流管(21)的一端穿过导流管粘盘(20)与石英管罩(15)内部连通，导流管(21)的另一端连通主抽泵(27)；过滤器(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨锦春，王劲，吴玉堂，朱敏，
申请(专利权)人：南京波长光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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