[实用新型]一种制备四氟化碳气体的装置

说明书

本实用新型公开了一种制备四氟化碳气体的装置，包括筒体，所述筒体顶部设有碳粒加料口，所述筒体中下部外侧设有冷却水夹套，所述筒体顶部侧面设有四氟化碳粗气出口，所述筒体下端与筒体横管中部连接，所述筒体横管两端上侧分别连接氟气进口管，所述筒体横管一端的底部设有捞渣口，所述筒体横管内部设有筛板，所述筒体横管外侧设有电加热辐射板，所述电加热辐射板上部设有温度计二。该装置通过氟气进口管由两端低部进气，通氟气量大，反应区空间大，气固接触面积大，反应更充分，除渣更方便，通过底部筛板过滤细渣，顶部侧面产品气出，防止氟气与碳粒反应过后的碳渣堵塞，氟气转化率高于98%，工艺运行稳定。

技术领域

本实用新型涉及氟化物制备技术领域，具体来说，涉及一种制备四氟化碳气体的装置。

背景技术

四氟化碳(CF₄)是目前微电子工业中用量最大的等离子体蚀刻气体，广泛用于硅、二氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃及钨等薄膜材料的蚀刻，在电子器件表面清洗、太阳能电池的生产、激光技术、低温制冷、气体绝缘、泄漏检测剂、控制宇宙火箭姿态、印刷电路生产中的去污剂、润滑剂及制动液等方面也有大量应用。由于它的化学稳定性极强，CF₄还可用于金属冶炼和塑料行业等。

当今超大规模集成电路所用电子气体的特点和发展趋势是超纯、超净、多品种、多规模，各国为推动本国微电子工业的发展，越来越重视发展特种电子气体的生产技术。就目前而言，CF₄以其相对低廉的价格长期占据着蚀刻气体的市场，因此具有广阔的发展潜力。四氟化碳的制备方法有很多种，但是用于工业生产的基本上只有单质氟与固体碳粒反应的方法。现有技术制备四氟化碳的反应装置也有多种，目前大多数厂家都采用典型的立式反应装置。

授权公告号为CN 102863312 B(申请号为201210355457.5)的中国发明专利公开了一种四氟化碳制备设备，如图1所示，该设备中第一级反应器上部侧面有入口，顶部有加料口,反应器内部下端设置有筛板,反应器下部气体出口直接与第二级反应器相连,反应器外设降温夹套；第二级反应器顶部与第一级反应器的底部相通,上部有固体含碳原料加料口,下部有出口,反应器内部下端设置有筛板,外部有加热系统,内部有测温装置。

该设备制备四氟化碳的反应过程是：固体碳粒通过顶部碳原料加料口加入反应器中，反应时通过引燃剂引燃碳粒与氟气反应，氟气与碳粒反应所放出的热量通过上部冷却水降温夹套4降温，并通过温度计进行控制，氟气F₂通过氟气进口进入反应器内与碳粒反应，第一级反应生成的四氟化碳通过筛板直接进入第二级反应器，第二级反应器设有电加热器对一级产品气四氟化碳进行裂解，并通过温度计进行控制，除去混合气中的氧化性物质，生成的四氟化碳气体从底部产品气体出口进入下一道工序。

上述设备，虽然结构简单、操作方便，但反应时压力波动大，反应后的碳渣储渣空间太小，碳渣容易堵塞筛板，阻碍了碳粒与氟气充分接触，很快导致反应终止，反应器氟气容量小，反应效率相对较低，反应不完全，产品气出口在底部碳渣容易堵塞。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种制备四氟化碳气体的装置，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种制备四氟化碳气体的装置，包括筒体，所述筒体顶部设有碳粒加料口，所述筒体中下部外侧设有冷却水夹套，所述筒体顶部侧面设有四氟化碳粗气出口，所述筒体下端与筒体横管中部连接，所述筒体横管两端上侧分别连接氟气进口管，所述筒体横管一端的底部设有捞渣口，所述筒体横管内部设有筛板，所述筒体横管外侧设有电加热辐射板，所述电加热辐射板上部设有温度计二。

进一步的，所述冷却水夹套的上端设有冷却水出口，所述冷却水夹套的右下端设有冷却水进口，所述冷却水进口、所述冷却水出口均与所述冷却水夹套相通，所述冷却水夹套中下部设有温度计一。

进一步的，所述筒体上部外侧设有吊耳。