[發明專利]一種適用于多尺寸晶體生長的熱場設備及方法

有效

• 申請號: 202011109662.4
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112176401B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 哈爾濱科友半導體產業裝備與技術研究院有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B15/14;C30B15/20
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 陳潤明

1.一種適用于多尺寸晶體生長的熱場設備的晶體制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：將原料裝入石墨坩堝(6.3)，使用保溫氈(6.2)包裹石墨坩堝(6.3)，然后將包裹好的石墨坩堝(6.3)放置在托盤上，升降電機將石墨坩堝(6.3)運動到熱場保溫系統(6)中；

步驟二：石墨坩堝(6.3)進入熱場，經密封后熱場保溫系統(6)內開始抽真空，真空度達到要求后開始啟動感應加熱系統(7)，供電系統(12)的供電經過電源高頻加熱系統(10)給感應加熱系統(7)供電；

步驟三：編碼器(9.1)通過控制系統獲得的信息來控制電機(9.2)的轉數，來實現感應加熱系統(7)到達不同長晶時需要的加熱位置，通過紅外檢測系統(8)和儀表控制系統(3)的反饋，控制系統自動調整熱場壓力和溫度的變化，使長晶順利完成；

所述熱場設備包括冷卻保護系統(1)、抽真空系統(2)、儀表控制系統(3)、工藝供氣系統(4)、坩堝升降系統(5)、熱場保溫系統(6)、感應加熱系統(7)、紅外檢測系統(8)、感應加熱升降系統(9)、電源高頻加熱系統(10)、空調系統(11)和供電系統(12)，熱場保溫系統(6)的下側安裝有坩堝升降系統(5)，熱場保溫系統(6)的外側安裝有感應加熱系統(7)，熱場保溫系統(6)的上側安裝有紅外檢測系統(8)，熱場保溫系統(6)與冷卻保護系統(1)建立連接，冷卻保護系統(1)通過電源高頻加熱系統(10)與感應加熱系統(7)建立連接，抽真空系統(2)分別與熱場保溫系統(6)和工藝供氣系統(4)建立連接，熱場保溫系統(6)和工藝供氣系統(4)分別與儀表控制系統(3)建立連接，電源高頻加熱系統(10)與儀表控制系統(3)建立連接，感應加熱升降系統(9)與感應加熱系統(7)連接，供電系統(12)分別與冷卻保護系統(1)、電源高頻加熱系統(10)和空調系統(11)電性連接；

所述感應加熱升降系統(9)包括編碼器(9.1)、電機(9.2)、螺桿(9.3)、環形托盤(9.4)、連接板(9.6)、升降螺母(9.7)和C型架(9.8)，電機(9.2)上安裝有編碼器(9.1)并與編碼器(9.1)電性連接，電機(9.2)的輸出端與螺桿(9.3)連接，螺桿(9.3)與C型架(9.8)軸承連接，螺桿(9.3)與升降螺母(9.7)連接，升降螺母(9.7)與連接板(9.6)連接，連接板(9.6)與環形托盤(9.4)連接，環形托盤(9.4)與感應加熱系統(7)連接。

2.根據權利要求1所述的一種適用于多尺寸晶體生長的熱場設備的晶體制備方法，其特征在于：所述熱場保溫系統(6)包括下密封法蘭(6.1)、保溫氈(6.2)、石墨坩堝(6.3)、石英管(6.4)和上密封法蘭(6.5)，石英管(6.4)的上下兩端分別連接下密封法蘭(6.1)和上密封法蘭(6.5)，坩堝升降系統(5)位于下密封法蘭(6.1)下側，坩堝升降系統(5)與設置在石英管(6.4)內部的托盤連接，托盤上放置有保溫氈(6.2)包裹的石墨坩堝(6.3)，下密封法蘭(6.1)和上密封法蘭(6.5)均加工有循環水進出口，冷卻保護系統(1)分別通過循環水進出口與下密封法蘭(6.1)和上密封法蘭(6.5)連接并與下密封法蘭|(6.1)和上密封法蘭(6.5)形成循環水路。

3.根據權利要求2所述的一種適用于多尺寸晶體生長的熱場設備的晶體制備方法，其特征在于：所述下密封法蘭(6.1)的下部具有入口接頭和出口接頭，抽真空系統(2)通過出口接頭與石英管(6.4)連通，工藝供氣系統(4)通過入口接頭與石英管(6.4)連通。

4.根據權利要求1-3任一所述的一種適用于多尺寸晶體生長的熱場設備的晶體制備方法，其特征在于：所述電源高頻加熱系統(10)包括可變電源(10.1)和高頻發生器(10.2)，可變電源(10.1)與高頻發生器(10.2)電性連接，高頻發生器(10.2)與感應加熱系統(7)電性連接，可變電源(10.1)與供電系統(12)電性連接。

5.根據權利要求1所述的一種適用于多尺寸晶體生長的熱場設備的晶體制備方法，其特征在于：所述連接板(9.6)的數量為三個，連接板(9.6)均勻布置在環形托盤(9.4)外側。