氣相沉積爐或單晶爐，即所述本發(fā)明提供的測量裝置和測量方法優(yōu)選具體應(yīng)用在化學(xué)氣相沉積爐或單晶爐。
[0066]本發(fā)明提供了一種測量化學(xué)氣相沉積爐的原料蒸發(fā)量的裝置和測量方法，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測和控制原料的蒸發(fā)量，具有較高的精確度。尤其是在高溫、真空等密閉條件下，本發(fā)明采用軸絲式測量，減小了溫度對部件熱膨脹的影響，從而大大提高了測量精度，而且本發(fā)明采用的金屬軸絲和軸芯等部件，在實(shí)際的使用過程中安全性較高，而且本發(fā)明的連接方式，在實(shí)際的使用過程中也不會(huì)影響化學(xué)氣相沉積爐對高氣密性的要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明提供的測量化學(xué)氣相沉積爐的原料蒸發(fā)量的裝置，測量化學(xué)氣相沉積過程中金屬原料的蒸發(fā)速率精確度較高，偏差在± 1.5 %之內(nèi)。
[0067]參見圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的測量化學(xué)氣相沉積爐的原料蒸發(fā)量的裝置的結(jié)構(gòu)示意簡圖，其中，I為浮力裝置，2為軸絲，3為軸芯，4為可實(shí)時(shí)顯示的計(jì)量器，5為坩禍，A和B為液體原料蒸發(fā)過程中的液面高度差。
[0068]為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的一種測量化學(xué)氣相沉積爐的原料蒸發(fā)量的裝置和方法進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0069]實(shí)施例1
[0070]首先將測量裝置中的軸芯固定在化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)的固體原料上方，將一端連接在軸芯且部分纏繞在軸芯上的軸絲自然垂下，并且將軸芯的軸心與旋轉(zhuǎn)編碼器相連接。
[0071]再將軸絲的另一端與浮球相連接，并且將浮球置于化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)的固體原料頂部，并使軸絲垂直無曲張。
[0072]固定好上述測量裝置后，將坩禍中的固體原料加熱全部熔化為液體原料后，浮球會(huì)浮在液體原料表面，查看并記錄測量裝置中旋轉(zhuǎn)編碼器得初始計(jì)數(shù)，并注意保持軸絲垂直無曲張。
[0073]繼續(xù)加熱，將所述液體原料變?yōu)檎羝倪^程中，測量裝置的旋轉(zhuǎn)編碼器測得第二計(jì)數(shù)；
[0074]最后根據(jù)所述初始計(jì)數(shù)、第二計(jì)數(shù)、卷繞裝置的周長與測定初始計(jì)數(shù)和第二計(jì)數(shù)的時(shí)間差，得到單位時(shí)間內(nèi)的原料蒸發(fā)量，即金屬的蒸發(fā)速率。
[0075]實(shí)施例2
[0076]利用化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)硫化鋅，浮球采用高純石墨，軸絲采用鉬絲，坩禍中所裝的金屬為鋅原料，當(dāng)進(jìn)入沉積階段后，浮球會(huì)隨著鋅蒸發(fā)逐漸下降，從而體現(xiàn)到編碼的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)n，和軸套的周長為L，時(shí)間為At，盛放鋅原料的坩禍的面積SI，鋅的密度為P即可計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)鋅的蒸發(fā)速率V。即V = L*n*Sl*p/ At，從而很容易根據(jù)鋅的蒸發(fā)速率判斷硫化氫的通入量。在硫化鋅生產(chǎn)過程中沉積溫度7800C，化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)壓力1000Pa，原料采用純度為99.999%的鋅，利用該方法，產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換率達(dá)到73%，鋅蒸發(fā)速率與原料氣體硫化氫的工藝參數(shù)比例控制精確度較高，偏差在± 0.8 %之內(nèi)。
[0077]實(shí)施例3
[0078]利用化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)砸化鋅，浮球采用高純石墨，軸絲采用鎢絲，坩禍中所裝的金屬為鋅原料，當(dāng)進(jìn)入沉積階段后，浮球會(huì)隨著鋅蒸發(fā)逐漸下降，從而體現(xiàn)到編碼的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)n，和軸套的周長為L，時(shí)間為At，盛放鋅原料的坩禍的面積SI，鋅的密度為P即可計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)鋅的蒸發(fā)速率V。即V = L*n*Sl*p/At，從而很容易根據(jù)鋅的蒸發(fā)速率判斷砸化氫的通入量。在砸化鋅生產(chǎn)過程中沉積溫度800 °C，化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)壓力30000Pa，原料采用純度為99.999%的鋅，利用該方法，產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換率達(dá)到71%，鋅蒸發(fā)速率與原料氣體砸化氫的工藝參數(shù)比例控制精確度較高，偏差在± 0.8 %之內(nèi)。
[0079]以上對本發(fā)明所提供的一種測量化學(xué)氣相沉積爐的原料蒸發(fā)量的裝置和方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體的個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測量化學(xué)氣相沉積爐的原料蒸發(fā)量的裝置，其特征在于，包括，浮力裝置、軸絲、卷繞裝置和可實(shí)時(shí)顯示的計(jì)量器組成； 所述浮力裝置置于化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)的固體原料頂部，所述浮力裝置與所述軸絲的一端相連接； 所述軸絲的另一端與所述卷繞裝置相連接，所述卷繞裝置固定在化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)的固體原料上方； 所述卷繞裝置的軸心與所述可實(shí)時(shí)顯示的計(jì)量器相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述浮力裝置為中空圓柱體或中空球體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述浮力裝置的材質(zhì)為高純石墨、C/C復(fù)合材料或石英;所述軸絲為鉬絲、銅絲或鎢絲。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述卷繞裝置為軸芯，所述卷繞裝置的材質(zhì)與軸絲相同。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)量器為旋轉(zhuǎn)編碼器。6.—種測量化學(xué)氣相沉積爐的原料蒸發(fā)量的方法，其特征在于，包括以下步驟: A)將測量裝置中的卷繞裝置固定在化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)的固體原料上方，浮力裝置置于化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)的固體原料頂部，并使軸絲垂直無曲張； B)將所述固體原料全部熔化為液體原料時(shí)，所述測量裝置測得初始計(jì)數(shù)； C)將所述液體原料變?yōu)檎羝倪^程中，所述測量裝置測得第二計(jì)數(shù)； D)根據(jù)所述初始計(jì)數(shù)、第二計(jì)數(shù)、卷繞裝置的周長與測定初始計(jì)數(shù)和第二計(jì)數(shù)的時(shí)間差，得到單位時(shí)間內(nèi)的原料蒸發(fā)量。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟D)具體為: Dl)根據(jù)所述第二計(jì)數(shù)與初始計(jì)數(shù)的差值，再乘以卷繞裝置的周長，得到所述液體原料變?yōu)檎羝倪^程中軸絲的卷繞長度； D2)根據(jù)軸絲的卷繞長度和盛放所述液體原料的器具的橫截面積，得到變?yōu)檎羝囊后w的體積； D3)根據(jù)測定的初始計(jì)數(shù)和第二計(jì)數(shù)的時(shí)間差、所述變?yōu)檎羝囊后w的體積以及所述液體原料的密度，得到單位時(shí)間內(nèi)原料蒸發(fā)量。8.權(quán)利要求1?5任意一項(xiàng)所述的裝置或權(quán)利要求6?7任意一項(xiàng)所述的方法在計(jì)算固體蒸發(fā)量中的應(yīng)用。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述固體蒸發(fā)量具體為，在密閉容器、高溫和真空中的一種或多種情況下的固體蒸發(fā)量。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述需要計(jì)算固體蒸發(fā)量的設(shè)備為化學(xué)氣相沉積爐或單晶爐。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種測量化學(xué)氣相沉積爐的原料蒸發(fā)量的裝置，包括，浮力裝置、軸絲、卷繞裝置和可實(shí)時(shí)顯示的計(jì)量器組成；所述浮力裝置置于化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)的固體原料頂部，所述浮力裝置與所述軸絲的一端相連接；所述軸絲的另一端與所述卷繞裝置相連接，所述卷繞裝置固定在化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)的固體原料上方；所述卷繞裝置的軸心與所述可實(shí)時(shí)顯示的計(jì)量器相連接。本發(fā)明提供的測量裝置能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測和控制原料的蒸發(fā)量，具有較高的精確度。尤其是在高溫、真空等密閉條件下，本發(fā)明采用軸絲式測量，減小了溫度對部件熱膨脹的影響，而且本發(fā)明的連接方式，在實(shí)際的使用過程中具有較好的安全性，也不會(huì)影響化學(xué)氣相沉積爐對高氣密性的要求。
【IPC分類】G01N7/16, C23C16/52
【公開號】CN105603394
【申請?zhí)枴緾N201511035099
【發(fā)明人】朱劉, 于金鳳, 劉留
【申請人】清遠(yuǎn)先導(dǎo)材料有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月31日...