[發明專利]一種制備碳化硅晶體用分隔式保溫方法

在審

• 申請號: 202211338658.4
• 申請日: 2022-10-28
• 公開（公告）號: CN115637497A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 管家輝;楊振華;楊陽
• 申請（專利權）人: 無錫上機數控股份有限公司
• 主分類號: C30B33/02
• 分類號: C30B33/02;C30B29/36
• 代理公司: 北京睿博行遠知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 張燕平

1.一種制備碳化硅晶體用分隔式保溫方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：將生長后的碳化硅晶體放置在坩堝內；

S2：利用保溫模塊進行保溫；

S3：采用測溫模塊對碳化硅晶體溫度實時監測；

S4：通過控制單元對碳化硅晶體控溫。

2.根據權利要求1所述的一種制備碳化硅晶體用分隔式保溫方法，其特征在于：所述S1中，將生長后的碳化硅晶體依次碼放在坩堝中，晶體與坩堝堝壁之間保留間隙，且間隙距離保持在2-5cm；

每層晶體之間采用耐熱高分子材料(聚酰亞胺)進行分隔。

3.根據權利要求1所述的一種制備碳化硅晶體用分隔式保溫方法，其特征在于：所述S2中，保溫模塊包括加熱模塊和保溫結構：

加熱模塊上包含加熱線圈，加熱線圈采用螺旋式纏繞在坩堝外圍，且加熱線圈溫度可產生0-500℃高溫，對坩堝內部保溫；

保溫結構采用雙層包裹且不與加熱線圈接觸，保溫材料為：玻璃棉、氣凝膠毯、玻璃纖維等其中任選兩種搭配使用；

當晶體碼放完畢后，將坩堝利用堝蓋進行封閉，并根據設定溫度啟動加熱線圈進行加熱，加熱線圈熱量對坩堝進行加熱并將熱量傳遞到坩堝內部，使得坩堝內部溫度保持在設定的溫度區間內；

當加熱線圈加熱到設定溫度區間內，可停止加熱，利用保溫結構上的雙層保溫層可對坩堝內碳化硅進行保溫。

4.根據權利要求1所述的一種制備碳化硅晶體用分隔式保溫方法，其特征在于：所述S3中，測溫模塊包括紅外線測溫儀、溫度傳感器、無線通信模塊；

紅外線測溫儀安裝在坩堝內部，對坩堝內部溫度進行實時監測，確保坩堝內部溫度保持在設定的溫度區間內；

溫度傳感器安裝在保溫模塊內部，對加熱線圈及保溫材料溫度進行監控，且溫度傳感器與紅外線測溫儀通過無線通信模塊進行連接，可將坩堝內外部溫度信息共享；

當坩堝或保溫層內溫度低于設定溫度時，此時，再次啟動加熱線圈進行加熱，使得坩堝處于恒溫狀態。

5.根據權利要求1所述的一種制備碳化硅晶體用分隔式保溫方法，其特征在于：所述S4中，控制單元包括傳輸模塊、處理單元和信號收發器；

傳輸模塊連接無線通信模塊、紅外線測溫儀和溫度傳感器，將紅外線測溫儀和溫度傳感器采集的溫度信息通過無線通信模塊整合后，利用信號收發器同步至處理單元中，處理單元經過分析后，來確定溫度是否符合設定區間；

其中，處理單元分析信號為0或1，坩堝溫度為t，設定溫度值為w；

當t＜w時，啟動加熱線圈對坩堝進行加熱，使得坩堝內部溫度達到w區間值；

當t≥w時，關閉加熱線圈對坩堝進行加熱，使得坩堝內部溫度保持w區間值。

6.根據權利要求5所述的一種制備碳化硅晶體用分隔式保溫方法，其特征在于：所述處理單元為PLC或單片機中的任意一種。

7.根據權利要求2所述的一種制備碳化硅晶體用分隔式保溫方法，其特征在于：所述高分子材料為聚酰亞胺，呈紙張形式將碳化硅晶體分隔在坩堝中，能夠適應坩堝內部溫度，讓碳化硅晶體保溫受熱均勻。

8.根據權利要求1所述的一種制備碳化硅晶體用分隔式保溫方法，其特征在于：碳化硅晶體在保溫完成后，取出時還需要對聚酰亞胺材料進行回收處理，其處理方法包括以下步驟：

A：將每層的聚酰亞胺材料投放同一個容器中，并向容器中倒入肼含量50-90％的水合肼；

B：在30℃-100℃下待其反應后，生成芳香四甲酰二環肼和芳香二胺的水合肼溶液。

9.根據權利要求4所述的一種制備碳化硅晶體用分隔式保溫方法，其特征在于：所述坩堝內部溫度與保溫結構溫度在設定的溫度區間值內，若正負相差10-25℃時，控制單元介入控制，將加熱線圈啟動或關閉。