一种碳化硅连续长晶装置及长晶工艺制造方法及图纸

技术编号:39318019 阅读:12 留言:0更新日期:2023-11-12 16:00
本发明专利技术提供一种碳化硅连续长晶装置及长晶工艺,包括生长室、容纳装置、翻转长晶装置等装置,翻转长晶装置包括承载板以及籽晶连接工件,在碳化硅气相生长的过程中,控制翻转长晶装置间断转动,碳化硅晶棒能够在两个籽晶连接工件两侧交替连续长出,在生长的过程提拉承载板朝着第二导料开口方向移动,能够将第一个碳化硅晶棒从第二导料开口处提拉进行取料,第二个碳化硅晶棒在底端的籽晶连接工件表面连续生成,完成碳化硅晶棒的交替连续生长,提高了碳化硅晶棒生长的效率。该发明专利技术能够实现碳化硅晶棒的连续生长,极大地提高了碳化硅晶棒的生长效率。长效率。长效率。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅连续长晶装置及长晶工艺


[0001]本专利技术涉及碳化硅生产
,尤其涉及一种碳化硅连续长晶装置及长晶工艺。

技术介绍

[0002]物理气相生长是碳化硅晶体的重要生长工艺的方法之一,其以加热的方式将碳化硅原料进行融化,让气态的原料能够附着于籽晶表面,以完成碳化硅晶体的连续生成。
[0003]为了提高碳化硅生产的长度,碳化硅晶体通常采用提拉的方式进行连续生产,以保证碳化硅晶体底端与载料坩埚的位置恒定,以连续形成碳化硅晶棒。
[0004]在目前使用的碳化硅晶棒生长装置来说,在碳化硅晶棒生长至预定长度后,需要将生长装置打开后再将晶棒取出,这个过程中会破坏晶棒的生产保护气氛,并且其高温生长的环境会受到影响,并且受限于生长装置内的高温环境,取晶过程时间较长,占有了碳化硅晶棒的连续生长时间,晶棒生长效率受到限制。

技术实现思路

[0005]针对上述问题,本专利技术提供一种碳化硅连续长晶装置及长晶工艺,该专利技术能够实现碳化硅晶棒的连续生长,极大地提高了碳化硅晶棒的生长效率。
[0006]为解决上述问题,本专利技术所采用的技术方案是:一种碳化硅连续长晶装置,包括:生长室,内部设置有用于装填物料的坩埚载具以及加热组件;容纳装置,安装于生长室的顶端,所述容纳装置底部开有第一导料开口与生长室相连通,顶部开有相对设置的第二导料开口,所述第二导料开口内设置有启闭控制阀门,所述容纳装置内部开有容纳腔室;翻转长晶装置,设置于容纳腔室内部,包括转动设置的翻转承载料筒,所述翻转承载料筒内部密封滑动设置有承载板,所述承载板两侧均固定连接有籽晶连接工件;其中,在加热的过程中,持续提拉承载板朝着第二导料开口方向移动,使第一个籽晶连接工件一侧完成第一个碳化硅晶棒的连续生长;待第一个碳化硅晶棒连续生长预定长度后,控制翻转承载料筒旋转180
°
,使第二个籽晶连接工件一侧完成第二个碳化硅晶棒连续生长的同时,完成对第一个碳化硅晶棒的取料。
[0007]优选地,还包括位于第二导料开口一侧的锁紧提拉装置,所述锁紧提拉装置包括锁紧提拉安装架、第一锁紧提拉关节以及第二锁紧提拉关节,所述第一锁紧提拉关节伸入至第二导料开口内实现对碳化硅晶棒顶端的锁紧提拉,所述第二锁紧提拉关节实现对碳化硅晶棒主体部分的锁紧提拉。
[0008]优选地,所述第一锁紧提拉关节包括两个对称布置的第一锁紧提拉手臂,所述第一锁紧提拉手臂下端固定连接有弧形的锁紧垫,所述第一锁紧提拉关节顶端安装有第一电控装置用于驱动第一锁紧提拉手臂沿着水平方向线性移动,所述锁紧提拉安装架顶端安装
有第二电控装置用于驱动第一锁紧提拉关节沿着竖直方向线性移动。
[0009]优选地,所述第二锁紧提拉关节包括两个对称布置的第二锁紧提拉手臂,所述第二锁紧提拉手臂与对应的第一锁紧提拉手臂之间通过连接带联接,所述锁紧提拉安装架两侧内部固定连接有倾斜的锁紧限位板,所述第二锁紧提拉手臂沿着锁紧限位板表面滑动,且二者之间设置有液压限位组件。
[0010]优选地,所述翻转承载料筒两侧滑动设置有限位密封筒,控制两个限位密封筒线性移动分别伸入第一导料开口、第二导料开口完成密封。
[0011]优选地,所述翻转承载料筒内壁滑动设置有两个相对设置的楔形限位块一,所述限位密封筒内壁固定连接有两个楔形限位块二,其中,楔形限位块一与楔形限位块二倾斜表面相对,且楔形限位块一位于楔形限位块二的移动路径上。
[0012]优选地,所述翻转承载料筒内壁开有环形的控制腔室,所述控制腔室内壁密封滑动连接有密封控制环,所述密封控制环与限位密封筒固定连接,所述密封控制环将控制腔室分隔为第一控制室以及第二控制室,交替向第一控制室、第二控制室内泵入控制介质以实现对密封控制环的驱动控制。
[0013]优选地,所述容纳装置第一侧设置有驱动装置用于控制翻转长晶装置转动,所述驱动装置与容纳装置之间设置有介质泵送装置,所述介质泵送装置包括介质泵送套筒以及介质泵送转轴,所述介质泵送转轴与翻转长晶装置固定连接,所述介质泵送套筒与驱动装置固定连接,所述介质泵送转轴表面固定连接有第一泵送板,介质泵送套筒内壁固定连接有第二泵送板,所述第一泵送板与第二泵送板之间分隔形成第三控制室以及第四控制室,交替调整第三控制室以及第四控制室内的控制介质分别进入第一控制室、第二控制室,以完成对密封控制环的驱动控制,所述容纳装置第二侧设置有锁定装置。
[0014]优选地,所述锁定装置包括锁定转轴以及套设于锁定转轴外侧的锁定套筒,所述锁定转轴表面设置有弹性的锁定凸起,所述锁定套筒内壁开有与锁定凸起相适配的锁定凹槽。
[0015]一种碳化硅连续长晶工艺,包括如下步骤:S1、控制翻转长晶装置处于第一竖直状态,封闭启闭控制阀门,启动加热组件,让第一个碳化硅晶棒在第一个籽晶连接工件表面生成,且连续提拉承载板朝着第二导料开口方向移动,完成第一个碳化硅晶棒完成连续生长;S2、待第一个碳化硅晶棒生长预定长度后,控制翻转长晶装置旋转后处于第二竖直状态,让第二个碳化硅晶棒在第二个籽晶连接工件表面连续生成,并且将第一个碳化硅晶棒从第二导料开口处取出。
[0016]本专利技术的有益效果为:通过设置容纳装置、翻转长晶装置等装置,通过调整翻转长晶装置能够调整翻转长晶装置内部承载板以及碳化硅晶棒的位置,让碳化硅晶棒能够持续在承载板底端的位置生成,与传统碳化硅晶棒生长下料相比较,无需对整体结构进行打开取料,并且在对顶端碳化硅晶棒提拉取料的过程中对底端新生成的碳化硅晶棒进行持续提拉,极大地提高了碳化硅晶棒生成的效率,同时能够让底端新生成碳化硅晶棒的低端位置相对恒定,保证碳化硅晶棒生成的质量要求。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的立体结构示意图;图2为本专利技术的主视结构示意图;图3为本专利技术的侧视结构示意图;图4为本专利技术的俯视结构示意图;图5为本专利技术的容纳装置内部结构示意图;图6为本专利技术图5的侧视结构示意图;图7为本专利技术图6的A

A线剖视结构示意图;图8为本专利技术图7的B处放大结构示意图;图9为本专利技术的锁紧提拉装置立体结构示意图;图10为本专利技术图9的主视结构示意图。
[0018]图中:100、生长室;200、容纳装置;210、第二导料开口;220、容纳腔室;230、第一导料开口;300、驱动装置;310、驱动电机;320、驱动转轴;400、锁紧提拉装置;410、锁紧提拉安装架;420、第二锁紧提拉关节;421、第二锁紧提拉手臂;430、第一锁紧提拉关节;431、第一锁紧提拉手臂;432、锁紧垫;440、锁紧限位板;450、第二电控装置;500、介质泵送装置;510、介质泵送套筒;511、第二泵送板;520、介质泵送转轴;521、第一泵送板;600、锁定装置;700、翻转长晶装置;710、翻转承载料筒;711、控制腔室;712、楔形限位块一;720、承载板;721、籽晶连接工件;730、限位密封筒;731、楔形限位块二;732、密封控制环;800、碳化硅晶棒。
具体实施方式
[0019]下面结合附本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅连续长晶装置,其特征在于,包括:生长室(100),内部设置有用于装填物料的坩埚载具以及加热组件;容纳装置(200),安装于生长室(100)的顶端,所述容纳装置(200)底部开有第一导料开口(230)与生长室(100)相连通,顶部开有相对设置的第二导料开口(210),所述第二导料开口(210)内设置有启闭控制阀门,所述容纳装置(200)内部开有容纳腔室(220);翻转长晶装置(700),设置于容纳腔室(220)内部,包括转动设置的翻转承载料筒(710),所述翻转承载料筒(710)内部密封滑动设置有承载板(720),所述承载板(720)两侧均固定连接有籽晶连接工件(721);其中,在加热的过程中,持续提拉承载板(720)朝着第二导料开口(210)方向移动,使第一个籽晶连接工件(721)一侧完成第一个碳化硅晶棒(800)的连续生长;待第一个碳化硅晶棒(800)连续生长预定长度后,控制翻转承载料筒(710)旋转180
°
,使第二个籽晶连接工件(721)一侧完成第二个碳化硅晶棒(800)连续生长的同时,完成对第一个碳化硅晶棒(800)的取料。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括位于第二导料开口(210)一侧的锁紧提拉装置(400),所述锁紧提拉装置(400)包括锁紧提拉安装架(410)、第一锁紧提拉关节(430)以及第二锁紧提拉关节(420),所述第一锁紧提拉关节(430)伸入至第二导料开口(210)内实现对碳化硅晶棒(800)顶端的锁紧提拉,所述第二锁紧提拉关节(420)实现对碳化硅晶棒(800)主体部分的锁紧提拉。3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述第一锁紧提拉关节(430)包括两个对称布置的第一锁紧提拉手臂(431),所述第一锁紧提拉手臂(431)下端固定连接有弧形的锁紧垫(432),所述第一锁紧提拉关节(430)顶端安装有第一电控装置用于驱动第一锁紧提拉手臂(431)沿着水平方向线性移动,所述锁紧提拉安装架(410)顶端安装有第二电控装置(450)用于驱动第一锁紧提拉关节(430)沿着竖直方向线性移动。4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述第二锁紧提拉关节(420)包括两个对称布置的第二锁紧提拉手臂(421),所述第二锁紧提拉手臂(421)与对应的第一锁紧提拉手臂(431)之间通过连接带联接,所述锁紧提拉安装架(410)两侧内部固定连接有倾斜的锁紧限位板(440),所述第二锁紧提拉手臂(421)沿着锁紧限位板(440)表面滑动,且二者之间设置有液压限位组件。5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述翻转承载料筒(710)两侧滑动设置有限位密封筒(730),控制两个限位密封筒(730)线性移动分...

【专利技术属性】
技术研发人员:奚衍罡王洁李海飞马嘉骏
申请(专利权)人:南通罡丰科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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