本技术涉及高温气相沉积镀膜领域，尤其是涉及一种碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置。
背景技术：
1、在第三代半导体碳化硅晶体的生长过程中，晶体的生长温度较高。通常生长4h-sic晶型的工艺温度在2150-2350℃范围内。生长6h-sic晶型的工艺温度要求更高。碳化硅晶体的生长过程中，在＞2150℃的条件下，大量石墨部件被应用，例如，盛放碳化硅粉的坩埚，胶粘籽晶的石墨盖等。由于pvt法特殊的物质分解反应，在升温及晶体生长过程中，大量非稳态的物质气氛填充生长腔，这些非稳态的气态物质会沿着特定的流道，直接接触或冲刷，腐蚀石墨坩埚部件，造成该些部件的损耗。更严重的，晶体在径向温度梯度的作用下，外侧与坩埚石墨件接触，石墨件表面的凹坑、脱落物等严重侵蚀晶体，造成晶体相变、裂纹、毛边及大量颗粒包裹等情况。因此，在简化晶体生长工艺的情况下，在可能与晶体存在相互接触的几个关键的石墨件表面沉积一层稳定的涂层，是解决上述问题最简单的方法。
2、随着碳化硅晶体生长的深入理解，石墨表面制备碳化钽涂层已是该行业中的共识。这是因为，相比于钨或碳化钨，钽或碳化钽的价格较低，具有成本优势。相比于其它难熔金属，钽或碳化钽在温度＞2200℃条件下更具稳定性，高纯的钽或碳化钽不会给晶体的生长引入杂质。相比于钽，碳化钽在晶体生长过程中的稳定性更为优异。相比于钽涂层，一方面，使用碳化钽涂层可以保持晶体生长气氛中的si/c比更加稳定。这是因为，超高温下，碳在钽中的固溶度较高，钽涂层在晶体生长过程中，尤其是靠近晶体的一端，会吸附大量的碳原子，导致晶体生长面处si/c比例变大。这一趋势是不利用4h-sic晶型稳定的。另一方面，钽涂层在吸附大量碳原子后，形成碳化钽出现应力，易造成涂层的开裂，甚至脱落，使其失去保护作用。因为，选择超高温下更加稳定的碳化钽是必要的。
3、高温化学气相沉积(cvd)是一种通过化学气相反应在被加热的固体表面生成固态沉积物的工艺方法，具有纯度高、涂层致密、沉积速度快等特点。由于cvd技术独特的优点，目前该技术已被广泛地应用于碳化钽涂层的制备。
4、目前，利用cvd法在石墨材料基体上制备碳化钽涂层存在的两个问题是：
5、1、涂层与基体之间热膨胀系数导致的接合不牢固，易脱落问题，一般升温和降温的工艺周期较长，这间接导致生产效率降低；
6、2、加热过程中，温度的波动会对沉积工艺产生影响，也会影响反应室内温度的均匀性。
技术实现思路
1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置。
2、根据本实用新型的一种碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置，包括：
3、炉体，所述炉体内限定形成反应室，所述反应室的侧壁沿周向安装有加热件一，所述反应室内可拆卸固定有反应坩埚，所述反应坩埚内侧壁从上到下间隔固定有多组载台支架，每组载台支架包括多个载台支架一，每组的所述多个载台支架一呈环形间隔布置；
4、蒸发器，所述蒸发器内部限定形成蒸发室，所述蒸发室设有钽源，所述蒸发器具有加热件二，所述蒸发器的一端设有连通至所述蒸发室的氩气接口和氯气接口，其另一端通过输气管一与混气室连通；
5、混气箱，所述混气箱内限定形成所述混气室，所述混气箱靠近所述蒸发器的一端开设有连通至所述混气室的丙烯接口和氢气接口，所述混气箱具有加热件三以对内部的气体进行加热，所述混气室远离所述蒸发器的一端通过输气管二与所述反应室连通。
6、在一些实施例中，所述蒸发室上部水平设有隔板，所述隔板将蒸发室从上到下分成暂存区和蒸发区，所述隔板上开设有连通所述暂存区和所述蒸发区的通孔，所述暂存区的外侧设有加热件四，所述蒸发区的外侧设有所述加热件二。
7、在一些实施例中，所述炉体从外到内依次设有保温墙、石墨内筒和加热件一，所述石墨内筒的上下两端与所述保温墙之间设有石墨板，所述石墨内筒的上下两端的中心分别开设有通孔一和通孔二，所述保温墙在通孔二的下方开设通孔三。
8、在一些实施例中，所述蒸发器包括蒸发器本体和底座，所述蒸发器本体的底部设有内螺纹，所述底座设有外螺纹，所述蒸发器本体与所述底座螺纹连接。
9、在一些实施例中，所述底座上表面从从中心向外间隔开设有多个环形的螺纹槽；
10、所述钽源为与所述螺纹槽相配适的多组钽片，所述钽片呈圆筒状，所述钽片的底部设有与所述螺纹槽相配适的螺纹，所述钽片上均匀开设有多个小孔。
11、在一些实施例中，所述丙烯接口、氢气接口处均安装有比例阀和流量计，所述输气管一和输气管二上也设有比例阀和流量计。
12、在一些实施例中，所述底座的下表面均匀固定有多个支撑腿。
13、在一些实施例中，所述输气管二的上端从下到上延伸至反应坩埚的上部，所述输气管二上端与所述反应坩埚的内顶壁之间留有间隙，所述输气管二的外侧壁位于所述反应坩埚内的部分从上到下间隔固定有多个载台支架二，所述载台支架二与所述载台支架一相对应。
14、在一些实施例中，所述蒸发区的高度为所述暂存区的高度的5-7倍。
15、在一些实施例中，所述底座的底部布置有热电偶，所述热电偶为铂铑热电偶。
16、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
1.一种碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置，其特征在于，所述蒸发室上部水平设有隔板，所述隔板将蒸发室从上到下分成暂存区和蒸发区，所述隔板上开设有连通所述暂存区和所述蒸发区的通孔，所述暂存区的外侧设有加热件四，所述蒸发区的外侧设有所述加热件二。
3.根据权利要求1所述的碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置，其特征在于，所述炉体从外到内依次设有保温墙、石墨内筒和加热件一，所述石墨内筒的上下两端与所述保温墙之间设有石墨板，所述石墨内筒的上下两端的中心分别开设有通孔一和通孔二，所述保温墙在通孔二的下方开设通孔三。
4.根据权利要求1所述的碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置，其特征在于，所述蒸发器包括蒸发器本体和底座，所述蒸发器本体的底部设有内螺纹，所述底座设有外螺纹，所述蒸发器本体与所述底座螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置，其特征在于，所述底座上表面从从中心向外间隔开设有多个环形的螺纹槽；
6.根据权利要求1所述的碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置，其特征在于，所述丙烯接口、氢气接口处均安装有比例阀和流量计，所述输气管一和输气管二上也设有比例阀和流量计。
7.根据权利要求4所述的碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置，其特征在于，所述底座的下表面均匀固定有多个支撑腿。
8.根据权利要求1所述的碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置，其特征在于，所述输气管二的上端从下到上延伸至反应坩埚的上部，所述输气管二上端与所述反应坩埚的内顶壁之间留有间隙，所述输气管二的外侧壁位于所述反应坩埚内的部分从上到下间隔固定有多个载台支架二，所述载台支架二与所述载台支架一相对应。
9.根据权利要求2所述的碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置，其特征在于，所述蒸发区的高度为所述暂存区的高度的5-7倍。
10.根据权利要求4所述的碳基材料表面制备碳化钽涂层的装置，其特征在于，所述底座的底部布置有热电偶，所述热电偶为铂铑热电偶。
