[发明专利]制备热解氮化硼制品的气相沉积炉及方法

说明书

技术领域

本发明涉及热解氮化硼制品制备技术领域，具体地说是一种热制备热解氮化硼制品的气相沉积炉及方法。 

背景技术

热解氮化硼（简称PBN）具有纯度高、无毒、耐高温、耐酸碱、耐盐及耐有机溶剂、性质稳定；在高温下与绝大多数熔融金属、半导体材料不润湿、不反应；电绝缘性能好和高温下无杂质挥发；抗热震性优异、热导性好和热膨胀系数低；电阻高、介电强度高、介电常数小、磁损耗正切低并且具有良好的透微波和红外线性能等等诸多优点。被广泛用作半导体单晶及Ⅲ-V族化合物合成用的坩埚、基座；原位合成砷化镓、磷化铟、磷化镓等单晶的液封直拉法系列坩埚；分子束外延(MBE)用的系列坩埚；垂直梯度凝固法（VGF）、垂直布氏（VB）法系列坩埚；热解氮化硼/热解石墨（PBN/PG）复合加热器涂层；高温绝缘流体喷嘴；石墨加热器绝缘涂层；金属有机化学气相沉积（MOCVD）系统绝缘板；异形坩埚及异形石墨件涂层；晶片退火工艺用复合加热器等等。 

气相沉积炉是制备热解氮化硼制品的核心设备。为了达到热解氮化硼的高温反应条件，确保制备高纯度热解氮化硼制品，气相沉积炉内的温度会持续保持在1800～2000度。气相沉积炉的外壳为钢材料制成，钢质外壳内具有碳纤维或陶瓷等高性能隔热保温材料构成的保温隔热层，从而保证了气相沉积炉的炉腔内足够的反应温度，同时也限制了外壳的表面温度，避免温度过高而造成人员伤害或设备损坏等安全事故。一般来说，要求外壳表面温度不超过50度。外壳一般为夹层结构，采用循环冷却水的方式进行降温。但在生产过程中，经常会出现用电超负荷或其他原因造成短时断电或冷却水循环设备故障等原 因，使循环冷却水短时中断而引发因短时降温中断造成设备损坏。另外，现有的气相沉积炉还存在保温效果差，成品率低，质量差等缺陷。 

有鉴于上述现有的制备热解氮化硼制品的气相沉积炉在使用中存在的诸多问题，本发明的设计人依靠多年的工作经验和丰富的专业知识积极加以研究和创新，最终研发出一种新颖的制备热解氮化硼制品的气相沉积炉及方法，以解决现有技术存在的问题。 

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种制备热解氮化硼制品的气相沉积炉，可有效抑制气相沉积炉因各种原因造成的短时升温，结构简单易于实施。 

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案： 

制备热解氮化硼制品的气相沉积炉，由炉体和炉盖构成，其中炉体设于相变保护套内，在炉体与相变保护套之间填充有相变保温介质形成相变保温层。 

进一步，所述相变保温介质为有机相变保温介质或无机相变保温介质。 

进一步，所述有机相变保温介质为石蜡、脂肪酸、高密度乙烯或多元醇。 

进一步，所述无机相变保温介质为结晶水合盐。 

进一步，所述炉体由内至外依次为具有炉腔的石墨筒、加热器、保温隔热层和具有夹层的外壳，石墨筒上设有石墨盖，所述保温隔热层为具有中空部的夹层结构。 

进一步，所述炉体底部和/或炉体侧壁设有进气口，所述进气口为由不同原料气体进入的气管内外同心环套而成的套管进气口。 

进一步，所述炉体底部和炉体侧壁分别设有多个进气口。 

进一步，所述套管进气口由2-3个气管环套而成，内部的气管的端面和与其相邻的外部的气管的端面不在同一平面，端面之间的垂直 距离不大于50mm。 

进一步，所述保温隔热层为碳纤维或陶瓷材料制成。 

进一步，所述炉盖由外层的钢质壳体和内层的保温隔热层构成，保温隔热层为具有中空部的夹层结构。 

进一步，所述炉盖上具有出气口。 

进一步，其中炉体底部设有第一原料气体进入的第一进气口，炉体侧壁设有第二原料气体进入的第二进气口。 

进一步，所述第一进气口和第二进气口的个数均至少为一个。 

进一步，所述加热器的表面覆有热解氮化硼保护层。 

进一步，所述加热器呈迂回的折线形。 

进一步，还包括有模具固定架，模具固定架上设有位于模具与沉积炉进气口之间的挡板。 

本发明的另一目的为提供一种制备热解氮化硼制品的方法，该方法可提高产品的质量及产率。实现该目的技术方案如下： 

制备热解氮化硼制品的方法，采用上述任一所述的气相沉积炉制备。 

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：