CN102602902A - 一种用于磷化铟制备的高压炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于磷化铟制备的高压炉,包括炉体外壳、炉腔,炉腔内设有加热器,加热器中设有坩埚,加热器与炉体外壳之间设有热保护系统,还包括操作杆,操作杆穿过炉体外壳顶部的第一通孔进入炉腔,第一通孔采用多重高压密封;操作杆上设有推进装置、旋转装置。本发明大大简化了部件结构,满足了高压炉原位合成—引上磷化铟晶棒的工艺要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高压炉,尤其涉及一种配置有炉内三维操作杆用于磷化铟制备的高压炉。
背景技术
用于化合物半导体的高压炉,设计的机械手有两类:平衡式和磁耦式。前者在推动机械手的上方有一油压缸,有高压管道和炉腔连通,避免了因炉内压力(10MPa)太大而无法操作的难题。磁耦式是在高压炉腔外部设一根和炉腔连通的高压管件,内置机械手,机械手的动作靠高压管外的磁铁通过磁耦合来启动,也避免了炉内压力太大带来的困难。现有技术的不足之处在于,这两类机械手只能在一维范围内用手推拉,不能实现复杂精确的三维动作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种配置有炉内三维操作杆用于磷化铟制备的高压炉。本发明采用螺杆直线电动机,在低速推动时有较大的速度调节范围,同时有各种推力的型号,在克服高压炉内4.0-10MPa压力下,选择适用的电机。根据工艺要求,设计了可以使操作杆上、下、旋转移动的导轨,保证了精确按照工艺要求的操作,完成了平衡式和磁耦式机械手无法完成的操作。
本发明采取的技术方案为:一种用于磷化铟制备的高压炉,包括炉体外壳、炉腔,炉腔内设有加热器,加热器中设有坩埚,加热器与炉体外壳之间设有热保护系统,还包括操作杆,操作杆穿过炉体外壳顶部的第一通孔进入炉腔,第一通孔采用多重高压密封;操作杆上设有推进装置、旋转装置。
推进装置包括操作杆上设计为螺杆的部分、螺杆直线电机,二者相互配合。
旋转装置包括操作杆上设有的凸起、设有导轨的套筒,套筒套在操作杆上并固定在炉体外壳上;凸起与导轨相互配合并可以在导轨中滑动。
导轨为沿套筒内壁延伸的曲线。凸起在导轨中滑动并带动操作杆旋转。
操作杆在炉腔内连接有磷炉,磷炉设有磷泡、副加热器;磷泡底部设有排出管。
坩埚由氮化硼制成。
热保护系统由石墨和碳毡构成。
拉晶杆穿过炉体外壳顶部的第二通孔进入炉腔,用于拉伸磷化铟晶体柱。
与现有技术相比,本发明中螺杆直线电机启动后,可以在规定的时间内,将机械手操纵的工件安放到所需要的位置,而无需人工的调节控制;采用螺杆直线电机作动力,代替了高压单晶炉内平衡式和磁耦式的手动装置,大大简化了部件结构;采用三维导轨,结合螺杆直线电机,可以使机械手的动作实现三维运动,满足了高压炉原位合成—引上磷化铟晶棒的工艺要求。
说明书附图
图1为本发明的结构示意图;
图2为操作杆局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图、附表及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
参见图1、图2,一种用于磷化铟制备的高压炉,包括炉体外壳5、炉腔4,炉腔4内设有加热器3,加热器3中设有氮化硼坩埚2,加热器3与炉体外壳5之间设有热保护系统10,热保护系统由石墨和碳毡构成。金属铟1在氮化硼坩埚2中被加热。还包括操作杆7,操作杆7穿过炉体外壳5顶部的第一通孔进入炉腔4,第一通孔采用多重高压密封14;操作杆7上设有推进装置、旋转装置。
推进装置包括操作杆7上设计为螺杆的部分11、螺杆直线电机12,二者相互配合。旋转装置包括操作杆7上设有的凸起、设有导轨13的套筒,套筒套在操作杆7上并固定在炉体外壳5上;凸起与导轨13相互配合并可以在导轨13中滑动。
导轨13为沿套筒内壁延伸的曲线,凸起在导轨13中滑动并带动操作杆7旋转。操作杆在炉腔内连接有磷炉15,磷炉设有磷泡9、副加热器8;磷泡底部设有排出管16,用于向氮化硼坩埚2中注入磷。籽晶杆6穿过炉体外壳5顶部的第二通孔进入炉腔4,用于提拉磷化铟晶体。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式,凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于磷化铟制备的高压炉,包括炉体外壳、炉腔,炉腔内设有加热器,加热器中设有坩埚,加热器与炉体外壳之间设有热保护系统,其特征在于:还包括操作杆,操作杆穿过炉体外壳顶部的第一通孔进入炉腔,第一通孔采用多重高压密封;操作杆上设有推进装置、旋转装置。
2.根据权利要求1所述的用于磷化铟制备的高压炉,其特征在于:推进装置包括操作杆上设计为螺杆的部分、螺杆直线电机,二者相互配合。
3.根据权利要求1所述的用于磷化铟制备的高压炉,其特征在于:旋转装置包括操作杆上设有的凸起、设有导轨的套筒,套筒套在操作杆上并固定在炉体外壳上;凸起与导轨相互配合并可以在导轨中滑动。
4.根据权利要求3所述的用于磷化铟制备的高压炉,其特征在于:导轨为沿套筒内壁延伸的曲线。
5.根据权利要求3所述的用于磷化铟制备的高压炉,其特征在于:凸起可在导轨中滑动并带动操作杆旋转。
6.根据权利要求1所述的用于磷化铟制备的高压炉,其特征在于:操作杆在炉腔内连接有磷炉,磷炉设有磷泡、副加热器;磷泡底部设有排出管。
7.根据权利要求1所述的用于磷化铟制备的高压炉,其特征在于:坩埚由氮化硼制成。
8.根据权利要求1所述的用于磷化铟制备的高压炉,其特征在于:热保护系统由石墨和碳毡构成。
9.根据权利要求1所述的用于磷化铟制备的高压炉,其特征在于:炉体外壳顶部设有第二通孔。
10.根据权利要求9所述的用于磷化铟制备的高压炉,其特征在于:拉晶杆穿过炉体外壳顶部的第二通孔进入炉腔,用于提拉磷化铟晶体。
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