CN114775044A - 一种氮化镓衬底生长热场装置 - Google Patents

一种氮化镓衬底生长热场装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及加热装置技术领域，且公开了一种氮化镓衬底生长热场装置，包括加热盘和炉体，所述加热盘的底部铺设有加热圈，且加热盘与加热圈均位于炉体的内部；所述加热盘的上方设有若干个可变换的激光反射台和激光器；所述激光器位于加热盘和激光反射台的正上方。本发明提出一种氮化镓衬底生长热场装置，本发明对上表面和下表面同时进行加热，同时提高加热区域的均匀性和精准性。

Description

一种氮化镓衬底生长热场装置
技术领域
本发明涉及加热装置领域，尤其涉及一种氮化镓衬底生长热场装置。
背景技术
在半导体材料制备或加工工艺场合时，需要对材料进行环形区域加热，温度控制至关重要，直接关系到材料生长质量。
在半导体材料制备尤其是衬底材料生长时，需要对衬底区域的温度进行精准控制，但现有加热方式仅能对整体进行加热，加热的均匀性以及精确性控制不能满足要求。
为解决上述问题，本申请中提出一种氮化镓衬底生长热场装置。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种氮化镓衬底生长热场装置，本发明对上表面和下表面同时进行加热，同时提高加热区域的均匀性和精准性。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种氮化镓衬底生长热场装置，包括加热盘和炉体，所述加热盘的底部铺设有加热圈，且加热盘与加热圈均位于炉体的内部；
所述加热盘的上方设有若干个可变换的激光反射台和激光器；
所述激光器位于加热盘和激光反射台的正上方。
优选的，所述炉体的一侧通过连接板连接有限位板，所述限位板上滑动套接有套板，所述连接板与套板之间通过高度调节机构连接，所述套板上固定安装有驱动电机，所述驱动电机驱动轴上固定连接有若干个连接杆，且若干个连接杆分别与若干个激光反射台连接。
优选的，所述高度调节机构包括固定安装在连接板上的多级液压缸，且多级液压缸驱动杆通过直角连接片与套板固定连接。
优选的，所述加热圈的数量为多个，且加热圈均匀分布在加热盘的底部。
优选的，多个所述加热圈由加热盘底部外周向内其直径值依次减小。
优选的，所述加热盘为石墨加热盘。
优选的，多个所述加热圈分别对应连接多个控制器。
优选的，多个所述激光反射台的大小均不相同。
优选的，所述加热盘的底部固定安装有支撑架。
优选的，所述连接杆上固定安装有红外线测温模块。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
在炉体整体加热基础上，通过红外测温模块探测出局部温差区域后，可根据温差区域大小和温差大小来调节温度，下部对相对应的底部加热圈进行开启或关闭，上部调节使用激光加热的强度与面积大小，激光器对激光反射台进行照射，经过激光反射台的反射对待加热区域进行照射，从而达到了顶面与地面同时加热的作用，启动多级液压缸带动套板在竖直方向的位置进行改变，进而改变照射在加热物体上的范围大小，通过更换不同的激光反射台，以对加热物体顶面进行加热，并能精准控制加热时间与强度，提高加热的均匀性，保证工艺温度的精确控制，可以提高氮化镓衬底生长质量。
附图说明
图1为本发明提出的一种氮化镓衬底生长热场装置的结构示意图。
图2为本发明提出的一种氮化镓衬底生长热场装置中加热盘的仰视结构示意图。
图3为本发明提出的一种氮化镓衬底生长热场装置中激光器的光路图。
附图标记：1、加热盘；2、加热圈；3、激光反射台；4、激光器；5、连接板；6、限位板；7、套板；8、驱动电机；9、连接杆；10、多级液压缸；11、炉体；12、红外线测温模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-3所示，本发明提出的一种氮化镓衬底生长热场装置，包括加热盘1和炉体11，加热盘1的底部铺设有加热圈2，且加热盘1与加热圈2均位于炉体1的内部；
加热盘1的上方设有若干个可变换的激光反射台3和激光器4；
激光器4位于加热盘1和激光反射台3的正上方。
需要说明的是，激光器4可通过安装架固定支撑，或通过吊杆由天花板进行吊装。
在一个可选的实施例中，炉体11的一侧通过连接板5连接有限位板6，限位板6上滑动套接有套板7，连接板5与套板7之间通过高度调节机构连接，套板7上固定安装有驱动电机8，驱动电机8驱动轴上固定连接有若干个连接杆9，且若干个连接杆9分别与若干个激光反射台3连接，启动驱动电机8可带动连接杆9转动，以对不同的激光反射台3进行更换至激光器4的下方进行使用。
在一个可选的实施例中，为了对激光反射台3在竖直方向的位置进行灵活调节，高度调节机构包括固定安装在连接板5上的多级液压缸10，且多级液压缸10驱动杆通过直角连接片与套板7固定连接。
在一个可选的实施例中，为了增加加热的处理方式，加热圈2的数量为多个，且加热圈2均匀分布在加热盘1的底部。
在一个可选的实施例中，多个加热圈2由加热盘1底部外周向内其直径值依次减小，进而可对不同区域进行加热处理。
在一个可选的实施例中，加热盘1为石墨加热盘，利用石墨的耐高温性和热导性，以利于对物体进行加热。
在一个可选的实施例中，多个加热圈2分别对应连接多个控制器，进而分别对应加热圈2进行加热控制。
需要说明的是，加热圈由分段加热电热管组成，可精确到一圈中的分段加热。
在一个可选的实施例中，多个激光反射台3的大小均不相同，激光反射台3为凸台环形激光发射镜。
在一个可选的实施例中，加热盘1的底部固定安装有支撑架，进而使得加热盘1进行悬空。
在一个可选的实施例中，连接杆9上固定安装有红外线测温模块12，红外线测温模块12可选用但不限于红外线测温器，进而利于监测温度加热处温度，利于激光器4及时调整加热时间和范围。
需要说明的是，激光器4通过激光反射台3照射在物体上为形成环形光；激光加热方式实现温控的调整具有以下优势：能在较小的范围调整温度，及时调整响应，且能精确实现温度控制，因此采用炉体温区与激光加热局部调整结合作为氮化镓生长的热场，方便与精确的热场控制方式。
本发明中，可根据待加热物体的大小调节所需使用加热圈2的数量和相对应的加热圈2，分别对相对应的加热圈2进行开启或关闭，激光器4对激光反射台3进行照射，经过激光反射台3的反射对待加热物体进行照射，从而达到了顶面与地面同时加热的作用，启动多级液压缸10带动套板7在竖直方向的位置进行改变，进而改变照射在加热物体上的范围大小，通过更换不同的激光反射台3，以对加热物体顶面进行加热，提高加热的均匀性，可进行局域同时加热。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种氮化镓衬底生长热场装置，包括加热盘(1)和炉体(11)，其特征在于：所述加热盘(1)的底部铺设有加热圈(2)，且加热盘(1)与加热圈(2)均位于炉体(1)的内部；
所述加热盘(1)的上方设有若干个可变换的激光反射台(3)和激光器(4)；
所述激光器(4)位于加热盘(1)和激光反射台(3)的正上方。
2.根据权利要求1所述的一种氮化镓衬底生长热场装置，其特征在于，所述炉体(11)的一侧通过连接板(5)连接有限位板(6)，所述限位板(6)上滑动套接有套板(7)，所述连接板(5)与套板(7)之间通过高度调节机构连接，所述套板(7)上固定安装有驱动电机(8)，所述驱动电机(8)驱动轴上固定连接有若干个连接杆(9)，且若干个连接杆(9)分别与若干个激光反射台(3)连接。
3.根据权利要求2所述的一种氮化镓衬底生长热场装置，其特征在于，所述高度调节机构包括固定安装在连接板(5)上的多级液压缸(10)，且多级液压缸(10)驱动杆通过直角连接片与套板(7)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种氮化镓衬底生长热场装置，其特征在于，所述加热圈(2)的数量为多个，且加热圈(2)均匀分布在加热盘(1)的底部。
5.根据权利要求4所述的一种氮化镓衬底生长热场装置，其特征在于，多个所述加热圈(2)由加热盘(1)底部外周向内其直径值依次减小。
6.根据权利要求1或2或5所述的一种氮化镓衬底生长热场装置，其特征在于，所述加热盘(1)为石墨加热盘。
7.根据权利要求4或5所述的一种氮化镓衬底生长热场装置，其特征在于，多个所述加热圈(2)分别对应连接多个控制器。
8.根据权利要求1或2所述的一种氮化镓衬底生长热场装置，其特征在于，多个所述激光反射台(3)的大小均不相同。
9.根据权利要求1所述的一种氮化镓衬底生长热场装置，其特征在于，所述加热盘(1)的底部固定安装有支撑架。
10.根据权利要求1所述的一种氮化镓衬底生长热场装置，其特征在于，所述连接杆(9)上固定安装有红外线测温模块(12)。
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