具有均匀气氛场和温度场的气相沉积装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术设置气相沉积设备技术领域，具体一种具有均匀气氛场和温度场的气相沉积装置，包括反应管、加热反应管的炉膛；反应管的进气管分为载气管和原料控气管；所述的炉膛加热区域为温控区，温控区由具有通孔的多孔喷淋头分割成原料挥发区和沉积区；所述的挥发区设置有搅拌装置；所述的沉积区设置有基底承托装置；炉膛中，对沉积区控温的对应炉膛内设置有加热丝和多个温度探头；所述的加热丝为螺旋加热丝，且其螺距沿气流方向渐变增加。本实用新型专利技术装置能够有效实现温度场和气氛场的均匀性，能够改善二维材料的沉积均一性，改善形貌和性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
具有均匀气氛场和温度场的气相沉积装置


[0001]本技术属于二维材料气相沉积
，具体涉及一种晶圆范围精确可控的高度均匀气氛场与温度场气相沉积装置。

技术介绍
：
[0002]二维材料具有优异的电学和光学性质，广泛的应用于催化，纳米摩擦学，微电子学，锂电池，储氢，医疗和光电领域。但大尺寸，均匀，高定向的单层二维材料薄膜的可控生长是其实际应用中的一大阻碍。化学气相沉积法由于其低成本和可扩展性而成为生产高质量单层TMD的最公认的方法。中科院物理所张广宇团队自主搭建了两英寸多源化学气相沉积设备，成功制备了2英寸MoS2晶圆。 2020年，该团队进一步改进化学气相沉积设备，将设备尺寸扩展到四英寸并将源通路从3路增加至7路，同时蓝宝石衬底垂直放置，成功外延得到4英寸连续单层 MoS2膜。南京大学王欣然团队采用类似设备，并改用C/A面蓝宝石作为基底制备了两英寸同取向单晶MoS2晶圆。最近，北京大学刘开辉团队利用a面蓝宝石表面及台阶与二维半导体的相互作用，通过CVD法成功实现了2英寸单晶WS2单层膜的制备，并展示该基底同样适用于单晶MoS2、WSe2和Mo本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有均匀气氛场和温度场的气相沉积装置，包括反应管、密封反应管两端的密封装置A和密封装置B、以及包裹反应管并对反应管腔室进行控温的炉膛；其特征在于，所述的密封装置A上带有向反应管供气的进气管，且进气管包括载气管和原料控气管；密封装置B设置有输出反应管中气体的排气管；炉膛控温的相应反应管腔室为温控区，且温控区由多孔喷淋头分割成原料挥发区和沉积区；其中，位于密封装置A侧的温控区为原料挥发区，位于密封装置B侧的温控区为沉积区；所述的多孔喷淋头设置有若干贯穿原料挥发区和沉积区的通孔；所述的挥发区设置有搅拌装置；所述的沉积区设置有基底承托装置；炉膛中，对挥发区控温的对应炉膛内设置有加热丝A和用于探测加热丝A温度的温度探头A，对沉积区控温的对应炉膛内设置有加热丝B和用于探测加热丝B温度的温度探头B；所述的温度探头B的数量大于或等于2个；所述的加热丝B为螺旋加热丝，且其螺距沿气流方向渐变增加。2.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述的密封装置A和B均为法兰。3.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述的反应管为石英管或刚玉管。4.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述的多孔喷淋头的外径与反应管的内径相匹配。5.如权利要求1或4所述的气相沉积装置，其特征在于，所述的多孔喷淋头垂直于反应管的轴向方向设置。6.如权利要求1或4所述的气相沉积装置，其特征在于，所述的多孔喷淋头的通孔的径向方向平行于反应管的长度方向。7.如权利要求1或4所述的气相沉积装置，其特征在于，所述的多孔喷淋头的孔隙率为20～80％；孔径为0.01～1mm。8.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述的搅拌装置包括搅拌桨以及固定搅拌桨的搅拌轴，所述的搅拌轴平行于反应管的轴向方向且固定在密封装置A上。9.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述的基底承托装置包括样品托以及将其固定的样品托杆。10.如权利要求9所述的气相沉积装置，其特征在于，所述的样品托杆平行于反应管轴向方向并固定在密封装置B上。11.如权利要求9所述的气相沉积装置，其特征在于，沉积阶段的沉积基底设置在所述的样品托上。12.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：段曦东，李佳，宋蓉，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：新型
国别省市：