一种大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装，包括支撑石墨坩埚的支撑件，石墨坩埚连接有向石墨坩埚内导入气体和将气体导出石墨坩埚的导气机构，导气机构包括延伸至石墨坩埚内的进气管，进气管上设有使气体均匀进入石墨坩埚内和减缓石墨坩埚内气体流动的导气组件。本实用新型专利技术通过插入到石墨坩埚内的进气管，实现了碳源气体直接进入石墨坩埚内并裂解沉积热解炭涂层，避免传统CVD技术碳源气体在石墨坩埚内壁沉积效率低的问题；通过设置在进气管上的导气组件，可气体均匀地向石墨坩埚的内壁各处均匀流动，能够最大程度减少进气流量，实现碳源气体在石墨坩埚表面的高效裂解和沉积，大幅度缩短化学气相沉积热解炭涂层的工艺时间。涂层的工艺时间。涂层的工艺时间。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装


[0001]本技术涉及石墨坩埚
，具体涉及一种大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装。

技术介绍

[0002]随着现代电子信息产业的迅速发展，超高纯铜由于具有许多优良特性而被广泛重视。除了超导体外，金属Cu是电导率最高的两种金属材料之一。铜与铝相比较，电阻率比铝约低35％，能大大降低互连线的电阻。同时，由于铜导热性好，容易冷却，可以在较大的温度范围内保持互连线良好的可靠性。与低介电常数材料结合时，铜比铝与SiO2的结合好，能减少集成电路布线层数。使用铜布线可以提高集成电路芯片的传输速度，也能大幅度提高逻辑集成电路的运行速度。高纯铜，通常指4N以上的金属铜，通常把6N以上的铜称为超高纯铜，高纯铜具有良好的导电性，延展性，抗腐蚀能力和表面性能。可以被用来代替一些成本较高的金属，目前高纯铜广泛应用于电子、通信、超导、航天等尖端
高纯铜的制备方法主要有电解精炼法，区熔精炼法以及阴离子交换法等。
[0003]目前采用高真空感应熔炼炉制备纯度大于6N(99.9999％)的超高纯铜和铜合金铸锭是主要的生产方式。而高真空感应熔炼炉目前采用的主流热场材料为石墨，石墨材料的机械强度仅为80MPa且抗热震性能差，石墨坩埚在高纯铜熔炼过程中容易产生以下几个方面的问题：(1)铜材熔化过程与石墨坩埚内壁接触，容易划伤石墨坩埚内壁，造成碳粉掉落和石墨坩埚使用炉次降低；(2)高纯铜熔炼添加微量金属(如Mn)，Mn作为助渗剂，促进Cu向石墨坩埚内壁熔渗，造成内壁表面部分石墨颗粒脱落。/>[0004]而利用化学气相沉积技术在石墨坩埚表面制备高匹配性、高硬度、高纯度的热解炭涂层能够有效解决上述问题，但高纯铜熔炼工艺使用坩埚尺寸较大(外径≥300mm，高度≥500mm)，且大尺寸密封件坩埚将严重影响内壁及底面的沉积效果：(1)坩埚底面距进气口距离较远，流量小引起坩埚底面沉积热解炭涂层较薄，无法起到保护作用；(2)石墨坩埚属于密封件，在化学气相沉积过程中影响流场，流量大引起坩埚底面出现大量炭黑。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装，能解决大尺寸密封件对化学气相沉积炉内流场的影响问题。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：
[0007]一种大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装，包括支撑石墨坩埚的支撑件，所述石墨坩埚连接有向石墨坩埚内导入气体和将气体导出石墨坩埚的导气机构，所述导气机构包括延伸至石墨坩埚内的进气管，所述进气管上设有使气体均匀进入石墨坩埚内和减缓石墨坩埚内气体流动的导气组件。
[0008]进一步的，所述导气组件包括多个设于进气管管壁上的导流孔，所述导流孔分别
与进气管的内部和进气管外部连通。
[0009]进一步的，所述石墨坩埚开口朝下放置于支撑件上并与支撑件连接形成腔室，所述进气管与支撑件贯通连接，所述支撑件上设有多个上下贯通的排气孔。
[0010]进一步的，所述导流孔由进气管内部向进气管外部向下倾斜延伸。
[0011]进一步的，所述导流孔的倾角为30
°‑
60
°
。
[0012]进一步的，相邻两个所述导流孔之间的垂直距离为30～80mm。
[0013]进一步的，位于所述石墨坩埚内的进气管长度为石墨坩埚深度的1/2～2/3，所述进气管的内径为30
‑
50mm、壁厚为5
‑
10mm。
[0014]进一步的，所述石墨坩埚的轴线与进气管的轴线重合。
[0015]进一步的，所述支撑件以进气管的中心为圆心均匀分布有四组排气孔，一组所述排气孔包括沿进气管的中心径向分布的两个排气孔。
[0016]进一步的，所述支撑件上设有上下贯通的进气口，所述进气管与进气口螺纹连接。
[0017]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0018]本技术通过插入到石墨坩埚内的进气管，实现了碳源气体直接进入石墨坩埚内并裂解沉积热解炭涂层，避免传统CVD技术碳源气体在石墨坩埚内壁沉积效率低的问题；通过设置在进气管上的导气组件，可气体均匀地向石墨坩埚的内壁各处均匀流动，能够最大程度减少进气流量，实现碳源气体在石墨坩埚表面的高效裂解和沉积，大幅度缩短化学气相沉积热解炭涂层的工艺时间，从根本上解决石墨坩埚内壁化学气相沉积热解炭涂层延纵向呈梯度式分布和涂层不均匀的问题，并且大大地降低了工艺成本。
附图说明
[0019]图1为大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装的侧视剖面结构示意图。
[0020]图2为大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装的俯视剖面结构示意图。
[0021]图3为进气管的侧视剖面结构示意图。
[0022]图4为进气管的俯视剖面结构示意图。
[0023]图例说明：
[0024]1、石墨坩埚；11、腔室；2、支撑件；3、导气机构；31、进气管；32、导流孔；33、排气孔；34、进气口。
具体实施方式
[0025]以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。
[0026]如图1
‑
图4所示，本实施例的大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装，包括支撑石墨坩埚1的支撑件2，石墨坩埚1连接有向石墨坩埚1内导入气体和将气体导出石墨坩埚1的导气机构3，导气机构3包括延伸至石墨坩埚1内的进气管31，进气管31上设有使气体均匀进入石墨坩埚1内和减缓石墨坩埚1内气体流动的导气组件。通过插入到石墨坩埚1内的进气管31，实现了碳源气体直接进入石墨坩埚1内并裂解沉积热解炭涂层，避免传统CVD技术碳源气体在石墨坩埚1内壁沉积效率低的问题；通过设置在进气管31上的导气组件，可气体均匀地向石墨坩埚1的内壁各处均匀流动，能够最大程度减少进气流量，实现碳源气体在石墨坩埚1表面的高效裂解和沉积，大幅度缩短化学气相沉积热解炭涂层的工艺时间，从根本
上解决石墨坩埚1内壁化学气相沉积热解炭涂层延纵向呈梯度式分布和涂层不均匀的问题，并且大大地降低了工艺成本。使用的石墨坩埚1的尺寸为：直径≥200mm，直径优选为300mm，高度≥400mm，高度优选为560mm，壁厚≥15mm，壁厚优选为25mm，进气管31为空心石墨管。
[0027]本实施例中，导气组件包括多个设于进气管31管壁上的导流孔32，导流孔32分别与进气管31的内部和进气管31外部连通。通过多个贯通进气管31内部和外部的导流孔32，能使气体均匀地进入石墨坩埚1内，并能减缓石墨坩埚1内气体流动，导流孔32也便于制作，减小了加工制作的成本。
[0028]本实施例中，石墨坩埚1开口朝下放置于支撑件2上并与支撑件2连接形成腔室11，进气管31与支撑件2贯通连接，支撑件2上设有多个上下贯通的排气孔33。形成的腔室11能方便通过对气流的控制，通过进气管31导入空气，然后通过支撑件2上的多个排气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装，包括支撑石墨坩埚(1)的支撑件(2)，所述石墨坩埚(1)连接有向石墨坩埚(1)内导入气体和将气体导出石墨坩埚(1)的导气机构(3)，其特征在于，所述导气机构(3)包括延伸至石墨坩埚(1)内的进气管(31)，所述进气管(31)上设有使气体均匀进入石墨坩埚(1)内和减缓石墨坩埚(1)内气体流动的导气组件。2.根据权利要求1所述的大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装，其特征在于，所述导气组件包括多个设于进气管(31)管壁上的导流孔(32)，所述导流孔(32)分别与进气管(31)的内部和进气管(31)外部连通。3.根据权利要求2所述的大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装，其特征在于，所述石墨坩埚(1)开口朝下放置于支撑件(2)上并与支撑件(2)连接形成腔室(11)，所述进气管(31)与支撑件(2)贯通连接，所述支撑件(2)上设有多个上下贯通的排气孔(33)。4.根据权利要求3所述的大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装，其特征在于，所述导流孔(32)由进气管(31)内部向进气管(31)外部向下倾斜延伸。5.根据权利要求4所述的大尺寸密封坩埚化学气相沉积热解炭工装，其特征在于，所述导流孔(32)的倾角为...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：湖南泰坦未来科技有限公司，
类型：新型
国别省市：