[發(fā)明專利]快速升降溫退火爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310005931.6
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN103000496A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋風寬
• 申請（專利權(quán)）人: 河南諾巴迪材料科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/324
• 代理公司: 鄭州異開專利事務(wù)所(普通合伙) 41114
• 代理人: 王霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的快速熱處理設(shè)備，尤其是涉及一種快速升降溫退火爐。

背景技術(shù)

目前在半導(dǎo)體器件的研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域，在歐姆接觸快速合金、硅化物合金退火、氧化物生長、銅銦鎵硒光伏應(yīng)用中的硒沉積及其他快速熱處理工藝中，快速升降溫大多采用造價及維護成本高昂的紅外燈管、金屬固定內(nèi)腔、水冷卻結(jié)構(gòu)的升降溫熱處理爐。由于升降溫設(shè)備及設(shè)計工藝的局限性，升降溫速率只能控制在≤200℃/S，能耗非常大；由于現(xiàn)有所用的熱處理設(shè)備結(jié)構(gòu)所限，使得生產(chǎn)工藝的設(shè)計較為單一，一些條件稍微受限的研究生產(chǎn)環(huán)節(jié)就不能采用該工藝進行生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種升降溫速率高、造價及維護成本低的快速升降溫退火爐。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的快速升降溫退火爐，包括爐體，所述爐體包括支座以及沿所述支座上的滑軌左右移動的加熱腔體，所述加熱腔體內(nèi)貼附有整體氧化鋁聚輕纖維保溫內(nèi)襯并設(shè)置有環(huán)形紅外中波加熱器，在所述加熱腔體一側(cè)的支座上通過托板固定設(shè)置有工件托架，所述工件托架的前部延伸設(shè)置有工件托放平臺。

所述加熱腔體內(nèi)貼附的整體氧化鋁聚輕纖維保溫內(nèi)襯上涂覆有高反射率的超高溫涂層。

所述加熱腔體和工件托架之間的支座上設(shè)置有密封包覆所述工件托架的石英反應(yīng)腔體，所述石英反應(yīng)腔體在沿支座滑軌運行的滑動托板帶動下左右移動；所述工件托架后部開設(shè)有與所述石英反應(yīng)腔體內(nèi)部相連通的進氣口和與外部抽真空設(shè)備相連通的出氣口。

所述石英反應(yīng)腔體的進口處設(shè)置有活動連接法蘭，所述活動連接法蘭和設(shè)置在所述工件托架上的固定連接法蘭相對應(yīng)，在活動連接法蘭和固定連接法蘭的結(jié)合面上設(shè)置有密封件。

固定設(shè)置在所述工件托架后部的熱電偶的觸頭延伸至工件托架前部的工件托放平臺處。

本發(fā)明的優(yōu)點在于加熱腔體內(nèi)貼附整體氧化鋁聚輕纖維保溫內(nèi)襯，工作時較傳統(tǒng)爐體節(jié)能70%，升降溫速率最快可達≤500℃/S，省卻了水冷系統(tǒng)，降低了設(shè)備制造成本和生產(chǎn)成本，擴大了設(shè)備應(yīng)用范圍。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明所述的快速升降溫退火爐，包括爐體，該爐體包括支座1以及沿支座1上的滑軌2左右移動的加熱腔體3，在加熱腔體3內(nèi)貼附有整體氧化鋁聚輕纖維保溫內(nèi)襯4并設(shè)置有環(huán)形紅外中波加熱器5，在整體氧化鋁聚輕纖維保溫內(nèi)襯4上涂覆有高反射率的超高溫納米氧化鋁涂層，工作時不僅能保持能量的最低損耗，還能增強高溫性能的穩(wěn)定性，有效減少功率損耗（可較原熱處理爐節(jié)能70%），采用了整體氧化鋁聚輕纖維保溫內(nèi)襯4，使用抽出式冷卻方式，省卻了傳統(tǒng)使用的水冷卻系統(tǒng)，降低了設(shè)備制造成本；在加熱腔體3一側(cè)的支座上通過托板6固定設(shè)置有工件托架7，工件托架7的前部延伸設(shè)置有工件托放平臺8。

為滿足不同工藝需求，可加熱腔體3和工件托架7之間的支座1上設(shè)置密封包覆工件托架7的石英反應(yīng)腔體9，石英反應(yīng)腔體9在沿支座滑軌運行的滑動托板10的帶動下左右移動，在石英反應(yīng)腔體9的進口處設(shè)置有活動連接法蘭12，活動連接法蘭12和設(shè)置在工件托架7上的固定連接法蘭13相對應(yīng)，在活動連接法蘭12和固定連接法蘭13的結(jié)合面上設(shè)置有密封件，工作時放置在工件托放平臺8上的試樣或工件處于密封的石英反應(yīng)腔體8內(nèi)，不會造成試樣（工件）及加熱腔體內(nèi)（爐膛）的污染，同時也便于清潔和更換，降低了后期維護成本；工件托架7后部開設(shè)有與石英反應(yīng)腔體9內(nèi)部相連通的進氣口11和與外部抽真空設(shè)備相連通的出氣口，進氣口11和出氣口可以按照設(shè)計工藝，對石英反應(yīng)腔體9內(nèi)送氣氛和抽真空操作；

固定設(shè)置在工件托架7后部的S型貴金屬熱電偶14的觸頭延伸至工件托架7前部的工件托放平臺8處，直接測量試樣（工件）表面，使測量溫度和試樣（工件）溫度保持完全一致，完全避免了測量誤差；

本發(fā)明所述的快速升降溫退火爐控制單元采用先進的PID自學(xué)習(xí)模糊雙閉環(huán)控制模式，控制面板為7寸LED觸摸屏，操作界面簡單方便，采用傻瓜智能式操作，可預(yù)設(shè)十條溫度曲線。