碳化硅晶体生长炉测温装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种碳化硅晶体生长炉测温装置，包括红外测温仪，其技术要点是：红外测温仪的数量为两个且分别为上、下红外测温仪，炉盖中心设有通孔且在通孔处固定上红外观察窗支撑组件，上红外测温仪的测量口与上红外观察窗支撑组件的红外观察窗相互对应，坩埚轴为空心轴且其上端与坩埚底部中心连接固定，下端连接下红外观察窗支撑组件，下红外观察窗支撑组件的红外观察窗与下红外测温仪的测量口相互对应，上、下红外观察窗支撑组件结构相同且各自的环形支撑座侧壁分别设有与其内腔连通的气路接头。本装置解决了现有晶体生长炉无法对坩埚底部进行测温的问题，实现炉顶和炉底双测温，显著提高生长炉对晶体生长温度的控制精准度，保证了产品质量。保证了产品质量。保证了产品质量。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅晶体生长炉测温装置


[0001]本技术涉及碳化硅晶体生长设备
，具体涉及一种碳化硅晶体生长炉测温装置。

技术介绍

[0002]半导体产业发展至今经历了三个阶段，以碳化硅为代表的第三代半导体材料，相较前两代产品，具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率等特点，受到了业内的广泛好评，而且在电子、印刷、通讯、探测、环保等领域都具有巨大的应用潜力。
[0003]随着科学技术的发展，对晶体材料的要求越来越高，这也意味着对晶体材料的生长工艺和生长设备的要求越来越高。晶体生长设备和生长工艺关键技术之一是温场的温度控制，温场温度的控制精度直接影响晶体产品的质量，显然要做到精确的控制，对温场内部温度的精确测量是前提条件。但是现有碳化硅晶体生长炉测温技术存在如下问题：
[0004]1、传统的碳化硅晶体生长炉多为上测温，即通过上红外观察窗口测量温场内坩埚的上部温度，无法测得坩埚底部的温度，导致了晶体在生长过程中生长温度不可控，晶体应力较大，进而影响晶体产品的质量；2、传统的红外观察窗在工艺过程中容易附着工艺副产物而造成污染，遮挡红外测温仪测温，造成测温偏差，因此需要人员定期维护，拆卸观察窗并清洗，这样增加了装配难度、维护时间和生产成本。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为了提供一种结构合理、使用可靠的碳化硅晶体生长炉测温装置，解决现有晶体生长炉无法对坩埚底部进行测温的问题，实现炉顶和炉底双测温，显著提高生长炉对晶体生长温度的控制精准度，保证产品质量，同时，长时间保持红外观察窗清洁，防污染，维护方便。
[0006]本技术的技术方案是：
[0007]一种碳化硅晶体生长炉测温装置，包括红外测温仪，其技术要点是：所述红外测温仪的数量为两个且分别为上红外测温仪和下红外测温仪，所述上红外测温仪利用上支架支撑于生长炉炉盖中心正上方，所述炉盖中心设有与炉内相通的通孔且在通孔外端处固定上红外观察窗支撑组件，所述上红外测温仪的测量口与上红外观察窗支撑组件中支撑的红外观察窗相互对应，所述下红外测温仪利用下支架固定于引出生长炉炉底的坩埚轴的正下方，所述坩埚轴为空心轴且其上端与坩埚底部中心连接固定，下端连接固定下红外观察窗支撑组件，所述下红外观察窗支撑组件中支撑的红外观察窗与下红外测温仪的测量口相互对应，所述上红外观察窗支撑组件和下红外观察窗支撑组件结构相同且各自的环形支撑座侧壁分别设有与其内腔连通的气路接头。
[0008]上述的碳化硅晶体生长炉测温装置，所述上红外观察窗支撑组件和下红外观察窗支撑组件分别包括环形支撑座、固定于环形支撑座端面的环形压盖、夹持于环形支撑座与
环形压盖之间的红外观察窗，所述环形支撑座的侧壁内部设有环形水冷夹层，环形支撑座的侧壁对应环形水冷夹层分别设有冷却水入口接头和冷却水出口接头，所述气路接头的内端穿过环形水冷夹层进入到环形支撑座内腔。
[0009]上述的碳化硅晶体生长炉测温装置，所述环形压盖的内端面设有镶嵌红外观察窗的安装槽，所述安装槽的中心线与环形压盖的中心线重合，安装槽的槽底设有同心环形密封槽且同心环形密封槽中设有O型圈Ⅰ，所述环形支撑座的端面设有同心环形密封槽且同心环形密封槽中设有O型圈Ⅱ，所述O型圈Ⅰ、O型圈Ⅱ与红外观察窗的上、下表面紧密接触。环形支撑座中环形水冷夹层的设计用于对O型圈Ⅰ和O型圈Ⅱ降温冷却，以保证其密封性能不受长期高温工作环境影响。
[0010]上述的碳化硅晶体生长炉测温装置，所述上红外观察窗支撑组件和下红外观察窗支撑组件的环形支撑座的环形水冷夹层中设有多个螺钉套管，所述螺钉套管中穿设螺钉Ⅰ，所述环形支撑座扣装环形压盖的端面的外缘设有对应螺钉Ⅰ螺帽的避让凹槽，所述螺钉Ⅰ的螺帽位于避让凹槽中且顶面不突出于避让凹槽，所述螺钉Ⅰ尖端穿过螺钉套管后与炉盖或坩埚轴连接固定，所述环形压盖与环形支撑座之间利用多个螺钉Ⅱ连接固定。螺钉Ⅰ与螺钉Ⅱ的分别固定形式，便于在不拆卸环形支撑座的情况下，单独拆卸环形压盖进行红外观察窗的清洗维护。
[0011]上述的碳化硅晶体生长炉测温装置，所述红外观察窗为红外石英玻璃。
[0012]上述的碳化硅晶体生长炉测温装置，所述坩埚轴沿轴向设有水冷夹层，坩埚轴下部侧方设有与水冷夹层连通的水冷入口和水冷出口，将冷却水通入坩埚轴的水冷夹层内，用于坩埚轴自身冷却。
[0013]上述的碳化硅晶体生长炉测温装置，所述坩埚轴下部外侧设有与炉底板连接固定的法兰环Ⅰ，坩埚轴下端设有与下支架连接固定的法兰环Ⅱ和与下红外观察窗支撑组件的环形支撑座连接固定的法兰环Ⅲ。
[0014]本技术的有益效果是：
[0015]1、本技术通过上红外测温仪和上红外观察窗支撑组件实现了对生长炉炉顶的测温，与此同时通过下红外测温仪和下红外观察窗支撑组件实现了对生长炉炉底的测温，从而解决了现有晶体生长炉无法对坩埚底部进行测温的问题，实现炉顶和炉底双测温，显著提高了生长炉对晶体生长温度的反馈精准度，从而提高了对晶体生长温度的控制精准度，进而保证了晶体产品质量。
[0016]2、采用气路接头向上红外观察窗支撑组件和下红外观察窗支撑组件的支撑座内腔中通入气体，利用气体对红外观察窗进行吹扫，从而避免了工艺副产物附着于红外观察窗上，达到了防污染的目的。从而避免了污染物遮挡红外测温仪，保证测温准确性，大幅减少人工清洗红外观察窗的次数，减少了设备维护时间，节省维护成本。
[0017]3、上红外观察窗支撑组件和下红外观察窗支撑组件的结构设计可以长时间保持红外观察窗清洁，同时维护方便，不需要拆卸环形支撑座，省时省力。
附图说明
[0018]图1是本技术的结构示意图；
[0019]图2是本技术的上红外观察窗支撑组件的结构示意图；
[0020]图3是上红外观察窗支撑组件的轴向剖面图；
[0021]图4是本技术的环形支撑座的结构示意图；
[0022]图5是本技术的坩埚轴的结构示意图。
[0023]图中：1.上红外测温仪、2.上红外观察窗支撑组件、3.炉盖、4.炉体、5.坩埚、6.坩埚轴、7.下红外观察窗支撑组件、8.下红外测温仪、9.上支架、10.下支架、11.螺钉Ⅰ、12.环形支撑座、13.环形压盖、14.螺钉Ⅱ、15.红外观察窗、16.冷却水入口接头、17.冷却水出口接头、18.气路接头、19.O型圈Ⅰ、20.O型圈Ⅱ、21.环形水冷夹层、22.避让凹槽、23.螺钉套管、24.法兰环Ⅰ、25.水冷入口、26.水冷出口、27.法兰环Ⅱ、28.法兰环Ⅲ。
具体实施方式
[0024]根据说明书附图对本技术作详细描述。
[0025]如图1～图5所示，该碳化硅晶体生长炉测温装置，包括红外测温仪，所述红外测温仪的数量为两个且分别为上红外测温仪1和下红外测温仪8。所述上红外测温仪1利用上支架9支撑于生长炉炉盖3中心正上方，所述炉盖3中心设有与炉内相通的通孔且在通孔外端处固定上红外观察窗支撑组件2，所述上红外测温仪1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶体生长炉测温装置，包括红外测温仪，其特征在于：所述红外测温仪的数量为两个且分别为上红外测温仪和下红外测温仪，所述上红外测温仪利用上支架支撑于生长炉炉盖中心正上方，所述炉盖中心设有与炉内相通的通孔且在通孔外端处固定上红外观察窗支撑组件，所述上红外测温仪的测量口与上红外观察窗支撑组件中支撑的红外观察窗相互对应，所述下红外测温仪利用下支架固定于引出生长炉炉底的坩埚轴的正下方，所述坩埚轴为空心轴且其上端与坩埚底部中心连接固定，下端连接固定下红外观察窗支撑组件，所述下红外观察窗支撑组件中支撑的红外观察窗与下红外测温仪的测量口相互对应，所述上红外观察窗支撑组件和下红外观察窗支撑组件结构相同且各自的环形支撑座侧壁分别设有与其内腔连通的气路接头。2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长炉测温装置，其特征在于：所述上红外观察窗支撑组件和下红外观察窗支撑组件分别包括环形支撑座、固定于环形支撑座端面的环形压盖、夹持于环形支撑座与环形压盖之间的红外观察窗，所述环形支撑座的侧壁内部设有环形水冷夹层，环形支撑座的侧壁对应环形水冷夹层分别设有冷却水入口接头和冷却水出口接头，所述气路接头的内端穿过环形水冷夹层进入到环形支撑座内腔。3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长炉测温装置，其特征在于：所述环形压盖的内端面设有镶嵌红外观察窗的安...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟辉，刘定文，
申请(专利权)人：沈阳中科汉达科技有限公司，
类型：新型
国别省市：