[發明專利]一種軸向溫度多梯度可控的熱場及長晶爐

在審

• 申請號: 202010998979.1
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112176396A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 李輝;毛瑞川;楊茜
• 申請（專利權）人: 南京晶升能源設備有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/36
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

本發明公開了一種軸向溫度多梯度可控的熱場，包括石英管、收容于石英管內部的坩堝、圍繞石英管外圍的上線圈、圍繞石英管外圍的中線圈、圍繞石英管外圍的下線圈；所述上線圈配有跟隨上線圈移動的上紅外高溫計、中線圈配有跟隨中線圈移動的中紅外高溫計、下線圈配有跟隨下線圈移動的下紅外高溫計。紅外高溫計跟隨每區線圈移動，可以根據測得的數據，調節各感應線圈功率大小，真正實現溫度梯度可調。該技術方案可控性強，操作方便，避免了傳統單扎感應線圈帶來的溫度梯度不可調的問題。本發明還提供了具有上述熱場的長晶爐。

技術領域

本發明屬于碳化硅材料長晶爐技術領域。

背景技術

一般碳化硅單晶體生長爐加熱方式采用單股或多股線圈并聯的方式，固定或整體上下移動加熱。該種傳統加熱方式構建的熱場，軸向功率單一溫差固定，溫度不可多梯度調整，靈活性差，不利于構建晶體生長的溫度梯度。

如，需要一種新的技術方案以解決上述技術問題。

發明內容

發明目的：本發明提供了一種軸向溫度多梯度可控的熱場及長晶爐，用于解決熱場溫度不可多梯度調整，靈活性差，不利于構建晶體生長的溫度梯度的問題。

技術方案：為解決上述問題，本發明可采用以下技術方案：

一種軸向溫度多梯度可控的熱場，包括石英管、收容于石英管內部的坩堝、圍繞石英管外圍的上線圈、圍繞石英管外圍的中線圈、圍繞石英管外圍的下線圈；所述上線圈位于中線圈上方，下線圈位于中線圈下方；上線圈、中線圈、下線圈各自配備獨立的升降系統，上線圈、中線圈、下線圈分別圍繞石英管上下移動；

所述上線圈配有跟隨上線圈移動的上紅外高溫計、中線圈配有跟隨中線圈移動的中紅外高溫計、下線圈配有跟隨下線圈移動的下紅外高溫計。

進一步的，上線圈、中線圈、下線圈通過各個紅外高溫計全程監控各區熱場溫度，根據所測數據調整每組線圈功率大小。

進一步的，上線圈、中線圈、下線圈采用的升降系統為在線圈外側設置的三個升降桿，每個升降桿與上線圈、中線圈或下線圈固定，每個升降桿通過氣動或者液壓動力升降；每組線圈位置均可調。

進一步的，石英管上部分為1區、石英管中部分為2區、石英管下部分為3區；上線圈用以加熱1區，中線圈用以加熱2區，下線圈用以加熱3區。

有益效果：相對于現有技術，本發明提供的軸向溫度多梯度可控的熱場將熱場軸向可調節熱場結構分為幾個軸向可獨立控制的區域。上、中、下線圈用以加熱并配備獨立的升降系統，可根據不同工況在可調范圍內調節各線圈位置。所述的紅外高溫計跟隨每區線圈移動，可以根據測得的數據，調節各感應線圈功率大小，真正實現溫度梯度可調。該技術方案可控性強，操作方便，避免了傳統單扎感應線圈帶來的溫度梯度不可調的問題。

作為本發明的一種改進，感應線圈的組數不僅限于上中下三種，可以是若干組。

本發明同時公開一種長晶爐，具有上述的軸向溫度多梯度可控的熱場。

附圖說明

圖1是本發明軸向溫度多梯度可控的熱場的結構圖。

具體實施方式

請結合圖1所示，為本發明提供的一種軸向溫度多梯度可控的熱場，包括石英管1、收容于石英管1內部的坩堝2、圍繞石英管1外圍的上線圈3、圍繞石英管1外圍的中線圈4、圍繞石英管1外圍的下線圈5。三個線圈圍繞石英管1同軸的以上中下設置，其中上線圈3位于中線圈4上方，下線圈5位于中線圈4下方。上線圈3、中線圈4、下線圈5各自配備獨立的升降系統。上線圈4、中線圈5、下線圈5分別圍繞石英管1上下移動。石英管1上部分為1區、石英管1中部分為2區、石英管1下部分為3區；上線圈3用以加熱1區，中線圈4用以加熱2區，下線圈5用以加熱3區。