CN102184840A - 一种双层石英筒的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双层石英筒的制作方法。双层石英筒包括构成石英筒外形的外筒体、设置在外筒体内且高度低于外筒体的内筒体以及水平设置在内筒体顶端的晶片承载台，内筒体与外筒体共底面，且二者的轴心线重合，所述外筒体在其低于晶片承载台的侧壁上开设有多个沿着外筒体的周向均匀分布的通气孔，在外筒体的内侧表面与内筒体的外侧表面之间形成有与通气孔连通的气体通道；所述制作方法主要是采用二步烧结工艺，在保证精度的前提下，确保双层石英筒的外观，所制作的双层石英筒结构简单，设计巧妙，采取该结构的反应器，即使在高压强和温度的条件下使用，膜生长也始终处于层流气流下，保证膜生长效率和均匀性。

Description

一种双层石英筒的制作方法
技术领域
本发明涉及一种双层石英筒的制作方法，双层石英筒适用于半导体器件例如发光二极管的晶片的制造。
背景技术
半导体器件例如发光二极管的晶片的制造一般采用化学气相沉积工艺。该工艺通常在化学气相沉积反应器中进行。化学气相沉积反应器设计在获得半导体制造所需的高质量膜方面是关键因素。高质量膜沉积的气流动力学优选层流，以实现高生长效率和均匀性。目前的化学气相沉积反应器设计包括转盘反应器、行星式旋转反应器以及紧耦合喷嘴。这些反应器通常在低压和较低温度下运转良好，但是在高压强和温度的条件下使用时，大量热对流自然地发生，对生长工艺造成不利干扰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种双层石英筒的制作方法，其所得双层石英筒可作为发光二极管晶片反应器。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种双层石英筒的制作方法，其中双层石英筒包括构成石英筒外形的外筒体、设置在外筒体内且高度低于外筒体的内筒体以及水平设置在内筒体顶端的晶片承载台，内筒体与外筒体共底面，且二者的轴心线重合，所述外筒体在其低于晶片承载台的侧壁上开设有多个沿着外筒体的周向均匀分布的通气孔，在外筒体的内侧表面与内筒体的外侧表面之间形成有与通气孔连通的气体通道，所述方法包括如下步骤：
（1）制作外筒体：取一熔凝石英管，利用氢氧焰加热熔凝石英管的下端口使处于熔融状态，利用二次成型车床及弧形成型石墨模具将熔凝石英管的下端内翻形成弧形连接段，经电加热退火处理，通过切割后在数控加工中心进行钻孔处理以形成所述通气孔，并将熔凝石英管的上端口铣锥面，再将弧形连接段的内端倒斜角；
（2）制作双层石英筒：取另一熔凝石英管，经过划线切割，两头磨口到精度，用氢氟酸去金属离子、纯水清洗后进行烧结处理，具体是采用熔凝石英焊丝进行焊接，焊接时，将该熔凝石英管放置在步骤(1)所制作的外筒体内，熔凝石英管的外壁与外圈的弧形连接段的内端斜边的上端接触，使得在熔凝石英管的外壁与弧形连接段的内端斜边之间构成一三角区域，将焊丝的一端对着该三角区域进行焊接，确保接头无气泡、生料，焊接完成后，进行电加热退火处理，打磨焊接处多余料，使表面成流线型，再经氢氟酸去金属离子、纯水清洗，之后进行氢氧焰火焰表面抛光，再次进行电加热退火处理，最后进行表面喷砂处理和将晶片承载台安装在内筒体的顶端即得所述双层石英筒即得所述双层石英筒。
优选地，所述通气孔为6～10个，最优选7个；所述的双层石英筒还可进一步包括与外筒体配套使用用于封住外筒体的顶盖。
由于采用以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明双层石英筒的制作方法，操作简单，加工精度高，石英筒外观表面质量好，并且本发明所得双层石英筒结构简单，设计巧妙，通过外筒体上的通气孔向筒内均匀通入化学沉积要求的化学气体，该化学气体经过气体通道后，进入到晶片承载台的上方，并继而均匀沉积在承载台的晶片上。采取该结构的反应器，即使在高压强和温度的条件下使用，膜生长也始终处于层流气流下，保证膜生长效率和均匀性。
附图说明
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步详细的说明。
图1为根据本发明的双层石英筒的结构示意图（半剖）；
图2为图1的俯视示意图；
图3根据本发明的双层石英筒的工作原理图；
图4为双层石英筒制作工艺中的焊接示意图；
图5为双层石英筒制作工艺中所用弧形成型石墨模具的结构示意图；
其中：1、外筒体；2、内筒体；10、通气孔；3、晶片承载台；4、顶盖；6、弧形成型石墨模具；7、弧形连接段；8、气体通道；9、三角区域；11、焊丝。
具体实施方式
实施例1
如图1和2所示，按照本实施例的双层石英筒包括构成石英筒外形的外筒体1、设置在外筒体1内且高度低于外筒体1的内筒体2以及水平设置在内筒体2顶端的晶片承载台3。内筒体2与外筒体1共底面，且二者的轴心线重合，所述外筒体1在其低于晶片承载台3的侧壁上开设有多个沿着外筒体1的周向均匀分布的通气孔10，在外筒体1的内侧表面与内筒体2的外侧表面之间形成有与通气孔10连通的气体通道8。
如图3所示，通过外筒体1上的通气孔10向筒内均匀通入化学沉积要求的化学气体，该化学气体经过气体通道8后，进入到晶片承载台3的上方，并继而均匀沉积在晶体承载台8的晶片上。采取该结构的反应器，即使在高压强和温度的条件下使用，膜生长也始终处于层流气流下，保证膜生长效率和均匀性。
实施例2
本实施例提供一种实施例所述的双层石英筒的制作方法，其包括如下步骤：
（1）、制作外筒体：取一熔凝石英管，利用氢氧焰加热熔凝石英管的下端口使处于熔融状态，参见图4和图5，利用二次成型车床及弧形成型石墨模具6将熔凝石英管的下端内翻形成弧形连接段7，经电加热退火处理，通过切割后在数控加工中心进行钻孔处理以形成所述通气孔10，并将熔凝石英管的上端口铣锥面，再将弧形连接段7的内端倒斜角；
（2）制作双层石英筒：取另一熔凝石英管，经过划线切割，两头磨口到精度，用氢氟酸去金属离子、纯水清洗后进行烧结处理，具体是采用熔凝石英焊丝进行焊接，焊接时，将该熔凝石英管放置在步骤(1)所制作的外筒体内，熔凝石英管的外壁与外圈的弧形连接段的内端斜边的上端接触，使得在熔凝石英管的外壁与弧形连接段的内端斜边之间构成一三角区域9，将焊丝11的一端对着该三角区域9进行焊接，确保接头无气泡、生料，焊接完成后，进行电加热退火处理，打磨焊接处多余料，使表面成流线型，再经氢氟酸去金属离子、纯水清洗，之后进行氢氧焰火焰表面抛光，再次进行电加热退火处理，最后进行表面喷砂处理和将晶片承载台3安装在内筒体2的顶端即得所述双层石英筒。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1. 一种双层石英筒的制作方法，其特征在于：所述双层石英筒包括构成所述石英筒外形的外筒体（1）、设置在所述外筒体（1）内且高度低于所述外筒体（1）的内筒体（2）以及水平设置在所述内筒体（2）顶端的晶片承载台（3），所述内筒体（2）与所述外筒体（1）共底面，且二者的轴心线重合，所述外筒体（1）在其低于所述晶片承载台（3）的侧壁上开设有多个沿着外筒体（1）的周向均匀分布的通气孔（10），在所述外筒体（1）的内侧表面与所述内筒体（2）的外侧表面之间形成有与所述通气孔（10）连通的气体通道（8），所述制作方法包括如下步骤：
（1）制作外筒体（1）：取一熔凝石英管，利用氢氧焰加热熔凝石英管的下端口使处于熔融状态，利用二次成型车床及弧形成型石墨模具（6）将熔凝石英管的下端内翻形成弧形连接段（7），经电加热退火处理，通过切割后在数控加工中心进行钻孔处理以形成所述通气孔（10），并将熔凝石英管的上端口铣锥面，再将弧形连接段的内端倒斜角；
（2）制作双层石英筒：取另一熔凝石英管，经过划线切割，两头磨口到精度，用氢氟酸去金属离子、纯水清洗后进行烧结处理，具体是采用熔凝石英焊丝进行焊接，焊接时，将该熔凝石英管放置在步骤(1)所制作的外筒体（1）内，熔凝石英管的外壁与外圈的弧形连接段（7）的内端斜边的上端接触，使得在熔凝石英管的外壁与弧形连接段的内端斜边之间构成一三角区域（9），将焊丝（11）的一端对着该三角区域（9）进行焊接，确保接头无气泡、生料，焊接完成后，进行电加热退火处理，打磨焊接处多余料，使表面成流线型，再经氢氟酸去金属离子、纯水清洗，之后进行氢氧焰火焰表面抛光，再次进行电加热退火处理，最后进行表面喷砂处理和将晶片承载台（3）安装在内筒体（1）的顶端即得所述双层石英筒。
2. 根据权利要求1所述的双层石英筒的制作方法，其特征在于：所述通气孔（10）为6～10个。
3. 根据权利要求1所述的双层石英筒的制作方法，其特征在于：所述通气孔（10）为7个。
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