[實用新型]一種碳化硅長晶爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720771015.7
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN207130359U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宗艷民;柏文文;宋建
• 申請（專利權(quán)）人: 山東天岳先進材料科技有限公司
• 主分類號: C30B15/02
• 分類號: C30B15/02;C30B15/04;C30B29/36
• 代理公司: 濟南舜源專利事務(wù)所有限公司37205
• 代理人: 苗峻

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種長晶爐，尤其是一種液相法生產(chǎn)碳化硅晶體用的長晶爐，屬于碳化硅生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

液相法生長碳化硅晶體是通過加熱將硅在長晶爐內(nèi)的坩堝中融化，形成溶液，再通過頭部貼付有籽晶的籽晶軸伸入到溶液中去生長晶體。在晶體生長過程中，為了提高晶體生長速度或為了得到具有導(dǎo)電類型的晶體，需要向坩堝內(nèi)的溶液內(nèi)添加助溶劑或向溶液內(nèi)進行摻雜。通常添加助溶劑或進行摻雜時有兩種方法：一是將所要添加物料與硅原料同時放置在坩堝內(nèi)，然后加熱融化形成溶液；二是先將硅原料在坩堝內(nèi)熔化，再將所要添加的物料通過特制裝置熔入硅中。第一種方法中，由于添加物料與硅原料的熔點不同，會在不同的時間段融化，先熔化的添加物料會與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而影響晶體生長質(zhì)量，并且該方法無法在晶體生長過程中根據(jù)需要添加，對于添加物料與硅溶液接觸的時間也無法進行控制。第二種方法也無法實現(xiàn)在晶體生長過程中根據(jù)需要實時添加及對添加物料與硅溶液接觸的時間進行控制。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本實用新型提供了一種能夠在晶體生長過程中根據(jù)需要實時向坩堝內(nèi)添加助溶劑或進行摻雜的碳化硅長晶爐。

本實用新型是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種碳化硅長晶爐，包括設(shè)在長晶爐上部的爐蓋、設(shè)在長晶爐內(nèi)的坩堝，其特征是：所述爐蓋上設(shè)有與長晶爐內(nèi)部連通的安裝座孔，在所述安裝座孔上密封安裝有密閉的隔離艙，所述隔離艙內(nèi)設(shè)有加料管、可帶動加料管上下移動的傳動機構(gòu)，所述加料管上端開口，其下端帶有落料孔，所述隔離艙外部設(shè)有加料機構(gòu)，所述加料機構(gòu)包括落料管和可轉(zhuǎn)動的加料倉，所述落料管的頭端連接有落料倉，所述落料倉與落料管之間設(shè)有隔板，所述隔板的邊緣處帶有弧形狀的開口A，所述加料倉同軸設(shè)置在所述落料倉內(nèi)，所述加料倉的底部與所述隔板相接觸，所述加料倉的底部帶有弧形狀的開口B，所述加料倉的傳動機構(gòu)設(shè)置在所述落料倉的上部，所述落料管的下端穿過所述隔離艙伸入所述加料管內(nèi)。

本實用新型的工作過程是：當(dāng)需要向坩堝內(nèi)添加助溶劑或進行摻雜時，首先通過傳動機構(gòu)帶動加料管移動至坩堝內(nèi)的設(shè)定位置；加料倉的傳動機構(gòu)帶動加料倉轉(zhuǎn)動，當(dāng)加料倉底部的開口B逐漸與落料倉隔板上的開口A重合時，加料倉內(nèi)的物料逐漸通過開口B經(jīng)由隔板上的開口A落入加料管內(nèi)并進入加料管的底部，通過坩堝內(nèi)的高溫對加料管內(nèi)的物料進行加熱熔化。熔化后的液體自加料管下端的落料孔流出進入坩堝內(nèi)的溶液內(nèi)，從而實現(xiàn)加料。加料管伸入坩堝內(nèi)的深度根據(jù)需要通過其傳動機構(gòu)進行控制。本實用新型中，由于隔離艙為密閉結(jié)構(gòu)，且加料管、落料倉、加料倉等也處于封閉狀態(tài)，因此加料機構(gòu)在加料過程中始終處于密閉的狀態(tài)，從而不對長晶爐內(nèi)的環(huán)境產(chǎn)生影響。

進一步的，帶動加料管上下移動的傳動機構(gòu)包括伺服電機、滾珠絲杠、與所述滾珠絲杠配合的絲母，所述伺服電機設(shè)置在隔離艙外部，所述滾珠絲杠的一端穿過隔離艙位于隔離艙內(nèi)，所述絲母與加料管連接。通過伺服電機驅(qū)動的滾珠絲杠副機構(gòu)可對加料管伸入坩堝內(nèi)的深度進行精確的控制，有利于對添加物料的熔化時間進行有效控制。

進一步的，所述落料管上設(shè)有保護氣體進入口。通過通入保護氣體，可保護添加物料及生產(chǎn)設(shè)備。

為防止與長晶爐的籽晶軸提拉機構(gòu)相干涉，優(yōu)選所述加料管與長晶爐的中心線的夾角為45度-60度。

本實用新型通過特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計的加料機構(gòu)，能夠方便地實現(xiàn)在晶體生長過程中根據(jù)需要實時添加助溶劑或進行實時摻雜，其加料操作方便、可靠，加料過程不對長晶爐內(nèi)環(huán)境造成影響，且本實用新型能夠?qū)恿瞎苌烊脎釄鍍?nèi)的深度進行可靠控制，有利于對添加物料的熔化時間進行控制。

附圖說明

圖1為本實用新型具體實施方式中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中隔離艙及加料機構(gòu)部分的放大示意圖；

圖3為落料倉隔板處的俯視示意圖；

圖4是加料倉的底部的示意圖；

圖中，1、坩堝，2、爐蓋，3、隔離艙，4、落料管，5、落料倉，6、電機，7、加料倉，8、伺服電機，9、保護氣體進入口，10、絲母，11、滾珠絲杠，12、安裝座孔，13、加料管，14、開口A，15、開口B，16、隔板。

具體實施方式

下面通過非限定性的實施例并結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明：