[发明专利]用于生长石墨烯的MOCVD反应室

权利要求书

1.一种生长石墨烯的MOCVD反应室，包含有源入口（1）、顶板（2）、喷淋头（4）、石英管（5）、石墨基座（7）、加热装置（8）、排气口（9）、转动支架（10）和支撑板（11），石英管（5）固定在支撑板（11）的上方，顶板（2）位于石英管（5）上方，转动支架（10）位于石英管（5）的中间且固定于支撑板（11）上，加热装置（8）固定于支架（10）上方，石墨基座（7）位于加热电阻上，喷淋头（4）位于顶板（2）下方，源入口（1）和排气口（9）分别位于顶板（2）和支撑板（11）上，其特征在于：

喷淋头（4）采用倒置塔状结构，以提高气流喷力，降低温度和压力对气流分布的影响；

石墨基座（7）采用凹槽结构，以减小基座热容，加快降温速率；

加热装置（8）采用电阻加热，即将电阻丝均匀平铺在石墨基座的下面，通过改变电阻丝中的电流调整石墨基座（7）的温度，采用电阻加热，以避免射频加热造成的金属薄膜溶解，且提高石墨基座的温度均匀性；

石英管（5）的内壁与喷淋头（4）之间设有吹扫气流装置（3），以抑制反应室管壁表面的预反应和气体湍流现象，防止管壁污染。

2.根据权利要求1所述的生长石墨烯的MOCVD反应室，其特征在于：倒置塔状结构的喷淋头（4）与凹槽结构石墨基座（7）之间的距离L1为10～15cm，通过减小L1，以减小反应腔体的体积，增加气流的流速。

3.根据权利要求1所述的生长石墨烯的MOCVD反应室，其特征在于：倒置塔状结构的喷淋头（4）包括喷头和喷口，喷口均匀分布于喷头的上表面和下表面处，喷头上表面半径R1与下表面半径R2的比例为2，喷淋头的高度h为2～4cm，喷头上表面与下表面的喷口数量N相同，且数量N为20～60，顶端喷口半径r1与底端喷口半径r2的比例为2。

4.根据权利要求1所述的生长石墨烯的MOCVD反应室，其特征在于：石墨基座（7）的表面下方设有深度D为10～25mm，高度W为1～4mm的圆环形槽，槽与基座表面的距离L2为高度W的2倍。

5.根据权利要求1所述的生长石墨烯的MOCVD反应室，其特征在于：吹扫气流装置（3）均匀分布在石英管内壁与喷淋头之间的整个圆形腔体内。

6.根据权利要求1所述的生长石墨烯的MOCVD反应室，其特征在于：吹扫气流装置（3）中通有吹扫气体Ar、N₂和H₂。

7.根据权利要求1所述的生长石墨烯的MOCVD反应室，其特征在于：转动支架（10）上方设有3个石墨基座，转动支架（10）带动石墨基座（7）进行公转，同时石墨基座进行自转，公转速度为100～500r/min，自转速度为100～300r/min。

8.根据权利要求1所述的生长石墨烯的MOCVD反应室，其特征在于：排气口（9）与石墨基座（7）的距离L3为10～15cm，通过增加L3，避免排气口对反应室气流均匀性的影响。

9.根据权利要求1所述的生长石墨烯的MOCVD反应室，其特征在于：石墨基座（7）的温度调整范围为450～1030℃。