一种碳化硅高温氧化激活炉炉体制造技术

本实用新型专利技术公开了一种碳化硅高温氧化激活炉炉体,包括炉顶、炉壳、进气法兰、隔热组件、工艺管和内衬管，隔热组件安装在工艺室，设备发热体安装在隔热组件和工艺管之间，本实用新型专利技术提高了炉体的最高工作温度，工艺管与内衬管采用耐热材料且表面涂层处理，满足半导体工艺级别要求，提高了使用寿命，反应室与炉体加热室完全隔开，降低了工艺气体和反应产生的废气从炉体加热室逸出的风险，隔热屏内表面涂覆特殊涂料，保证工艺室及炉体内的高洁净度，炉体各部位对炉壳绝缘，炉壳通入循环水冷却，控制了炉壳表面温升在规定范围内。了炉壳表面温升在规定范围内。了炉壳表面温升在规定范围内。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅高温氧化激活炉炉体


[0001]本技术属于半导体领域，涉及一种碳化硅高温氧化激活炉炉体。

技术介绍

[0002]碳化硅高温氧化激活炉，主要用于在SiC、GaN等衬底离子注入后退火/去应力/缺陷修复等真空、其它气氛下高温氧化激活等特殊工艺，要求反应腔室具备密封、耐腐蚀、耐温、绝缘，炉体表面温升低等特征。
[0003]已有的氧化激活炉的反应室采用双层石英管嵌套结构，内、外层石英管之间形成一环形空腔，采用电磁感应加热位于空腔内的发热体产生的热量加热内管，热量辐射传递给元器件，这种结构反应室最高耐温1500℃，容易破碎，电磁感应加热器产生的电磁场在金属壳体表面产生感应电流，本技术有效地解决了这种问题。

技术实现思路

[0004]本技术为了克服现有技术的不足，提供一种碳化硅高温氧化激活炉炉体。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种碳化硅高温氧化激活炉炉体,其特征在于：包括炉顶、炉壳、进气法兰、隔热组件、工艺管和内衬管，隔热组件安装在工艺室，隔热组件包括若干内隔热屏和外隔热屏，内隔热屏和外隔热屏互为错缝结构并交错排列构成封闭组件，发热体安装在内隔热屏和外隔热屏，工艺管与内衬管安装在炉壳内部。
[0006]进一步的；所述内衬管位于工艺管内，内衬管底部与进气法兰之间设置为密封结构，工艺管顶部设置有工艺气体的进气管，进气管与工艺气管联结，工艺管与内衬管形成密封的反应室，工艺气体分别从进气法兰和工艺气管进入反应室，反应室与炉体的加热室隔开，工艺气体及反应产生的废气不能进入加热室。
[0007]进一步的；所述炉壳包括外壳和内壳,外壳和内壳设置为筒形结构，内壳位于外壳内部，且两者的中心轴共线，外壳和内壳的上端面固设有上法兰，外壳和内壳的下端面固设有下法兰，内壳与上法兰和下法兰形成气密焊缝和结构焊缝，外壳与上法兰和下法兰形成密封焊缝和结构焊缝，外壳、内壳、上法兰以及下法兰形成密封的冷却水道，外壳的上端设置有第一回水接头，第一回水接头与冷却水道连通，外壳的下端设置有第一进水接头，第一进水接头与冷却水道连通。
[0008]进一步的；所述外壳的上端固设有若干上电极安装座和吊耳，若干上电极安装座沿炉壳的圆周方向环形分布，外壳的中间位置固设有下电极安装座，上电极安装座和下电极安装座穿过外壳并延伸至内壳，上电极安装座和下电极安装座分别与外壳和内壳形成气密焊缝，且上电极安装座和下电极安装座与内壳的内腔连通，电加热电极安装上电极安装座和下电极安装座，形成Y形连接，炉壳上固设有若干热电偶座，若干热电偶座沿炉壳的轴向分布，热电偶座穿过外壳并延伸至内壳，热电偶座与外壳和内壳形成气密焊缝，热电偶座与内壳的内腔连通。
[0009]进一步的；所述上法兰上端固设有第一密封槽和第二定位止口，第一密封槽内安装第一密封圈,用于使上法兰与炉顶连接后保持密封状态，第二定位止口与炉顶设置的第二定位槽配合，下法兰下端固设有第三定位止口,第三定位止口与进气法兰设置的第三定位槽配合，下法兰固设有第二密封槽，第二密封槽内安装第二密封圈，用于与工艺管保持密封状态，下法兰上设置有冷却水道，通入循环冷却水后保持下法兰温升在规定范围内。
[0010]进一步的；所述隔热组件安装在内壳的内腔，并与内壳同心，内隔热屏和外隔热屏为圆弧型结构，内隔热屏位于圆周方向的两侧固设有内凹的凹腔，凹腔固设有若干沿内隔热屏轴向分布且贯穿内隔热屏的第一安装孔，内隔热屏的上方固设有第一上腔，外隔热屏位于圆周方向的两侧固设有外凸的凸板，凸板固设有若干沿外隔热屏轴向分布且贯穿外隔热屏的第二安装孔，外隔热屏的上方固设有第二上腔，第一安装孔与第二安装孔以及第一上腔和第二上腔的位置和数量一一对应，凸板与凹腔配合，外隔热屏的两组凸板分别扣入相邻内隔热屏的凹腔内，形成互为错缝结构，构成封闭的圆柱体，第一上腔和第二上腔形成与炉顶的隔热屏上设置的第一定位槽配合的第一定位止口。
[0011]进一步的；所述隔热组件通过若干第一固定装置安装在炉壳的内壳上，若干第一固定装置沿轴向以及圆周方向分布，第一固定装置包括固定杆、固定螺母、瓷套管、第一瓷垫圈、挡销、第二瓷垫圈和不锈钢垫圈，固定杆与固定螺母螺纹连接，瓷套管套设在固定杆外表面，第一瓷垫圈和第二瓷垫圈套设在瓷套管且位于瓷套管的两端，挡销固设在瓷套管外表面，第一瓷垫圈分别与挡销端面和瓷套管端面相抵，通过挡销对瓷套管的移动进行限制，不锈钢垫圈固设在瓷套管外表面，不锈钢垫圈分别与固定螺母的端面和第二瓷垫圈的端面相抵，第二瓷垫圈分别与不锈钢垫圈端面和瓷套管端面相抵。
[0012]进一步的；所述炉顶包括炉盖法兰，炉盖法兰还固设有若干吊板，若干吊板沿炉盖法兰的圆周方向分布，炉盖法兰的上端面固设有水套，水套包括水套盖板和水套分板，水套盖板为壳型结构，与炉盖法兰固设连接，并形成腔体，水套盖板的中心与炉盖法兰的中心共线，水套分板固设在腔体内将腔体进行分隔，水套上设置有第二进水接头和第二回水接头，第二进水接头和第二回水接头分别与水套的腔体连通，循环冷却水经过第二进水接头和第二回水接头流过腔体控制炉顶的外壁温升在规定范围内，隔热屏通过第二固定装置固定在炉盖法兰，隔热屏与水套位于炉盖法兰的两侧，第二固定装置与第一固定装置结构相同。
[0013]进一步的；所述工艺气管安装在炉顶，炉盖法兰的中心位置固设有第一通孔，水套盖板的中心位置固设有第二通孔，第一通孔和第二通孔间设置有钢管, 钢管的外径与第二通孔的直径相配，钢管沿第二通孔插入，钢管的两端分别与炉盖法兰和水套盖板气密焊接，钢管内安装工艺瓷套管，工艺瓷套管的内径与炉盖法兰的直径相配，工艺气管穿过工艺瓷套管以及贯穿隔热屏，水套盖板上设置有气管安装法兰和密封圈，通过气管安装法兰和密封圈将工艺气管安装在水套盖板，工艺气管与隔热屏通过第三固定装置固设连接。
[0014]进一步的；所述内壳与外壳之间固设有立筋和横筋，横筋水平设置将冷却水道在内壳的轴向进行分割，立筋竖直设置将冷却水道在内壳的径向进行分割，立筋和横筋作为分水板将冷却水道分为若干个冷却室，立筋和横筋作为筋板对内壳进行加强，工艺管与内衬管表面涂层处理，炉壳的下端固设有支架，上电极安装座数量设置为3组，下电极安装座数量设置为1组，内隔热屏和外隔热屏采用耐高温材料，内表面涂层处理，固定杆采用耐热材料，通过瓷套管、第一瓷垫圈、第二瓷垫圈使隔热组件对炉壳绝缘，隔热屏的内表面涂层
处理，进气法兰安装在炉壳的下端与下法兰固设连接，进气法兰包括与炉壳相对的安装面和与炉门相对的密封面，第三定位槽固设于安装面，第三定位槽与第三定位止口配合，便于进气法兰与下法兰安装定位，安装面固设有第三密封槽，第三密封槽内安装第三密封圈，用于与下法兰保持密封状态，进气法兰固设有内衬管定位槽和气体匀流槽，内衬管定位槽、气体匀流槽以及第三定位槽的中心轴线与进气法兰中心轴线共线，内衬管定位槽内设有内衬管密封圈，进气法兰上还设置有管接头安装孔，管接头安装孔与气体匀流槽连通，管接头安装孔安装工艺气体接头，工艺气体流经气体匀流槽后流向反应室，密封面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅高温氧化激活炉炉体,其特征在于：包括炉顶、炉壳、进气法兰、隔热组件、工艺管和内衬管，隔热组件安装在工艺室，发热体安装在隔热组件和工艺管之间，工艺管与内衬管安装在炉壳内部。2.根据权利要求1所述的一种碳化硅高温氧化激活炉炉体，其特征在于：所述内衬管位于工艺管内，内衬管底部与进气法兰之间设置为密封结构，工艺管顶部设置有工艺气体的进气管，进气管与工艺气管联结，工艺管与内衬管形成密封的反应室，工艺气体分别从进气法兰和工艺气管进入反应室，反应室与炉体的加热室隔开，工艺气体及反应产生的废气不能进入加热室。3.根据权利要求1所述的一种碳化硅高温氧化激活炉炉体，其特征在于：所述炉壳包括外壳和内壳,外壳和内壳设置为筒形结构，内壳位于外壳内部，且两者的中心轴共线，外壳和内壳的上端面固设有上法兰，外壳和内壳的下端面固设有下法兰，内壳与上法兰和下法兰形成气密焊缝和结构焊缝，外壳与上法兰和下法兰形成密封焊缝和结构焊缝，外壳、内壳、上法兰以及下法兰形成密封的冷却水道，外壳的上端设置有第一回水接头，第一回水接头与冷却水道连通，外壳的下端设置有第一进水接头，第一进水接头与冷却水道连通。4.根据权利要求3所述的一种碳化硅高温氧化激活炉炉体，其特征在于：所述外壳的上端固设有若干上电极安装座和吊耳，若干上电极安装座沿炉壳的圆周方向环形分布，外壳的中间位置固设有下电极安装座，上电极安装座和下电极安装座穿过外壳并延伸至内壳，上电极安装座和下电极安装座分别与外壳和内壳形成气密焊缝，且上电极安装座和下电极安装座与内壳的内腔连通，电加热电极安装上电极安装座和下电极安装座，形成Y形连接，炉壳上固设有若干热电偶座，若干热电偶座沿炉壳的轴向分布，热电偶座穿过外壳并延伸至内壳，热电偶座与外壳和内壳形成气密焊缝，热电偶座与内壳的内腔连通。5.根据权利要求3所述的一种碳化硅高温氧化激活炉炉体，其特征在于：所述上法兰上端固设有第一密封槽和第二定位止口，第一密封槽内安装第一密封圈,用于使上法兰与炉顶连接后保持密封状态，第二定位止口与炉顶设置的第二定位槽配合，下法兰下端固设有第三定位止口,第三定位止口与进气法兰设置的第三定位槽配合，下法兰固设有第二密封槽，第二密封槽内安装第二密封圈，用于与工艺管保持密封状态，下法兰上设置有冷却水道，通入循环冷却水后保持下法兰温升在规定范围内。6.根据权利要求4所述的一种碳化硅高温氧化激活炉炉体，其特征在于：所述隔热组件安装在内壳的内腔，并与内壳同心，隔热组件包括内隔热屏和外隔热屏，内隔热屏和外隔热屏为圆弧型结构，内隔热屏和外隔热屏互为错缝结构并交错排列构成封闭结构，内隔热屏位于圆周方向的两侧固设有内凹的凹腔，凹腔固设有若干沿内隔热屏轴向分布且贯穿内隔热屏的第一安装孔，内隔热屏的上方固设有第一上腔，外隔热屏位于圆周方向的两侧固设有外凸的凸板，凸板固设有若干沿外隔热屏轴向分布且贯穿外隔热屏的第二安装孔，外隔热屏的上方固设有第二上腔，第一安装孔与第二安装孔以及第一上腔和第二上腔的位置和数量一一对应，凸板与凹腔配合，外隔热屏的两组凸板分别扣入相邻内隔热屏的凹腔内，形成互为错缝结构，构成封闭的圆柱体，第一上腔和第二上腔形成与炉顶的隔热屏上设置的第一定位槽配合的第一定位止口。7.根据权利要求6所述的一种碳化硅高温氧化激活炉炉体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林佳继，龙占勇，罗迎春，李洪，
申请(专利权)人：深圳市拉普拉斯能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：