CN115627533A - 一种碳化硅外延片高温取片设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳化硅外延片高温取片设备，涉及碳化硅外延片加工领域，解决了现有通过抽吸管负压取片时稳定性差的问题，包括密封气筒和固定连通于密封气筒侧边的气管，密封气筒的外侧套接有用于与移动装置连接的安装套架，密封气筒的底部设有碳化硅外延片，密封气筒的内部安装有延伸筒，本发明通过缓冲机构和封闭机构的配合，其气管在真空抽吸泵的作用下持续的抽吸，在密封气筒与碳化硅外延片之间的封闭空间的气体受热膨胀时，气管又可对膨胀后的封闭空间抽吸，使其封闭空间再次处于低压状态，便可保证密封气筒和碳化硅外延片之间气压的稳定性，便可保证碳化硅外延片在取片过程中，不会出现脱落的现象。
Description
技术领域
本发明涉及碳化硅外延片加工领域，具体为一种碳化硅外延片高温取片设备。
背景技术
碳化硅外延片是在碳化硅衬底上生长一层有一定要求的，与衬底晶相同的单晶薄片(外延层)碳化硅片，制备方式是将清洗后的碳化硅衬底材料放置进热壁式水平外延炉进行升温加热，同时通入反应气体硅烷、甲烷、乙烯等，使衬底材料表面上沉积生长碳化硅晶体，形成外延层。
在对碳化硅外延片取片时，由于其刚经过高温加热处理，外表面还存在较高的温度，现有的取片装置在通过多根吸取管对碳化硅外延片进行吸取移动时，由于碳化硅外延片整体较薄，为保证在吸附时不对碳化硅外延片上表面造成压损，其吸取的气压一般是控制在一个固定值的；
但是通过吸取管抽吸对碳化硅外延片拿取过程中，吸取管在紧密的吸附在碳化硅外延片的上表面后，对碳化硅外延片移动过程中，吸取管与碳化硅外延片之间的封闭空间内部的低压气体，会因碳化硅外延片表面的高温，使低压气体膨胀，导致气压逐渐升高，与外界气压持平或大于外界气压，此时吸取管便不能在对碳化硅外延片有效的吸附，若取片装置对碳化硅外延片移动的较慢，则会存在多根吸取管内部的低压气体均出现这类似的情况，这便会导致对碳化硅外延片吸取的稳定性较差，容易出现脱落的现象，为此，我们提出了一种碳化硅外延片高温取片设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可对碳化硅外延片稳定移动的碳化硅外延片高温取片设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种碳化硅外延片高温取片设备，包括密封气筒和固定连通于所述密封气筒侧边的气管，所述密封气筒的外侧套接有用于与移动装置连接的安装套架，所述密封气筒的底部设有碳化硅外延片，所述密封气筒的内部安装有延伸筒，且所述延伸筒的外侧固定连通有若干个呈圆周等距分布的抽吸管，所述抽吸管的底部外围固定套接有垫片，所述抽吸管下端的抽吸口与所述碳化硅外延片的上端面活动贴合；缓冲机构，可在所述密封气筒内部气体受热膨胀时使所述延伸筒和所述密封气筒之间空间增大，所述缓冲机构安装于所述密封气筒的内部；封闭机构，可对所述密封气筒和所述碳化硅外延片形成封闭空间的内部气压限定，所述封闭机构安装于所述气管和所述密封气筒之间，其中气管远离密封气筒的一端与真空抽吸泵连通。
优选的，缓冲机构包括固定安装于所述延伸筒顶部外侧的密封盘，且所述密封盘与所述密封气筒滑动贴合，所述延伸筒与所述密封气筒相通，所述延伸筒的上端与所述密封气筒之间安装有弹簧一，在抽吸管的底部与碳化硅外延片的上端面贴合紧密后，当密封气筒与延伸筒之间的气压越来越小时，抽吸管可吸附碳化硅外延片向上移动，并对弹簧一压缩。
优选的，所述封闭机构包括固定安装于所述气管和所述密封气筒之间的架块，且所述架块的内部开设有滑槽，所述滑槽靠近所述气管的一端内部滑动安装有活塞块，且所述活塞块的下端固定安装有插板，所述插板与所述气管滑动嵌合，所述滑槽靠近所述密封气筒的一端活动嵌有连杆，且所述连杆的下端固定安装有配重球，所述活塞块与所述连杆之间安装有若干个滑动块，且所述滑动块与所述滑槽为滑动连接，所述活塞块和所述连杆的上端之间固定连接有钢索，且所述钢索活动贯穿于若干个所述滑动块，分布于两端头的两个所述滑动块分别与所述活塞块和所述连杆为固定连接，所述配重球与所述延伸筒之间安装有承托组件，在延伸筒上升过程中，可通过承托组件将配重球向上托起，便可使插板向下移动对气管封闭。
优选的，所述承托组件包括固定安装于所述延伸筒内部顶端的镂空架，且所述镂空架的上端固定安装有顶杆，所述顶杆的上端固定设有圆弧套座，且所述圆弧套座包套于所述配重球的底部，在延伸筒向上移动时，可通过顶杆使圆弧套座将配重球向上提升，圆弧套座的上端面呈凹弧面，可与配重球的底部效果的配合。
优选的，所述气管的外侧还设有排热机构，所述排热机构包括固定连通于所述气管外侧的支管，且所述支管的前端通过转轴转动安装有密封套座，所述密封套座和所述支管的内部均开设有通气孔，所述支管的内壁固定安装有固定板，且所述转轴的外侧固定安装有拨片，所述拨片与所述固定板之间固定安装有弹簧二，所述插板的外侧安装有触动机构，且所述触动机构与所述密封套座之间安装有拨动组件，在插板将气管封闭后，可通过触动机构对密封套座拨转，使两组通气孔对齐，使的真空抽吸泵能对炉体内部的高温气体向外排出，加快炉体内部的冷却。
优选的，所述触动机构包括固定安装于所述气管前端的延伸块，且所述延伸块的内部滑动安装有空心梯框，所述空心梯框的斜边与所述插板的弧面活动贴合，所述空心梯框的前端固定安装有推杆，且所述推杆活动贯穿于所述延伸块，插板在向下移动时，可将空心梯框推动，空心梯框之所以为空心设计，目的在于为防止空心梯框的横截面很大程度的影响到气管内部气体的流速或流量。
优选的，所述拨动组件包括固定安装于所述推杆前端的拨动杆，且所述推杆与所述拨动杆呈垂直状态，所述密封套座的后端固定安装有圆弧斜边板，且所述圆弧斜边板滑动套接于所述支管的外侧，所述拨动杆远离所述推杆的一端与所述圆弧斜边板的斜面活动贴合，拨动杆在跟随推杆移动过程中，通过拨动杆对圆弧斜边板的限制，以及弹簧二的配合，可使密封套座自适应的转动。
优选的，所述密封套座的后端表面与所述支管的前端表面滑动贴合，以保证密封套座与支管之间贴合的紧密性。
优选的，所述空心梯框的宽度小于所述插板的宽度，且两者纵向中心线共线，空心梯框宽度小于插板宽度的目的在于，空心梯框在回缩至延伸块的内部后，其延伸块容纳空心梯框的凹槽处不会与气管的内部相通，保证插板对气管有效的封闭。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过缓冲机构和封闭机构的配合，其气管在真空抽吸泵的作用下持续的抽吸，在密封气筒与碳化硅外延片之间的封闭空间的气体受热膨胀时，其弹簧一首先使延伸筒进行延伸扩大封闭空间的容积，使内部负压不会因气体膨胀快速与外界气压接近，同时当延伸筒下移后，气管便不再受到插板的限制，使得气管又可对膨胀后的封闭空间抽吸，使其封闭空间再次处于低压状态，便可保证密封气筒和碳化硅外延片之间气压的稳定性，便可保证碳化硅外延片在取片过程中，不会出现脱落的现象。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明密封盘和弹簧一结构示意图；
图3为本发明架块结构示意图；
图4为本发明插板和空心梯框结构示意图；
图5为本发明支管内部结构示意图；
图6为本发明弹簧二结构示意图；
图7为本发明拨动杆和圆弧斜边板结构示意图。
图中：1-密封气筒；2-延伸筒；3-抽吸管；4-垫片；5-碳化硅外延片；6-安装套架；7-气管；8-封闭机构；9-触动机构；10-排热机构；11-拨动组件；12-密封盘；13-弹簧一；14-镂空架；15-顶杆；16-圆弧套座；17-配重球；18-连杆；19-滑槽；20-滑动块；21-钢索；22-架块；23-活塞块；24-插板；25-延伸块；26-空心梯框；27-推杆；28-拨动杆；29-支管；30-密封套座；31-通气孔；32-固定板；33-拨片；34-弹簧二；35-圆弧斜边板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1和图2，图示中的一种碳化硅外延片高温取片设备，包括密封气筒1和固定连通于密封气筒1侧边的气管7，密封气筒1的外侧套接有用于与移动装置连接的安装套架6，密封气筒1的底部设有碳化硅外延片5，密封气筒1的内部安装有延伸筒2，且延伸筒2的外侧固定连通有若干个呈圆周等距分布的抽吸管3，抽吸管3的底部外围固定套接有垫片4，抽吸管3下端的抽吸口与碳化硅外延片5的上端面活动贴合；缓冲机构，可在密封气筒1内部气体受热膨胀时使延伸筒2和密封气筒1之间空间增大，缓冲机构安装于密封气筒1的内部；封闭机构8，可对密封气筒1和碳化硅外延片5形成封闭空间的内部气压限定，封闭机构8安装于气管7和密封气筒1之间，其中气管7远离密封气筒1的一端与真空抽吸泵连通。
请参阅图2和图3，图示中缓冲机构包括固定安装于延伸筒2顶部外侧的密封盘12，且密封盘12与密封气筒1滑动贴合，延伸筒2与密封气筒1相通，延伸筒2的上端与密封气筒1之间安装有弹簧一13，在抽吸管3的底部与碳化硅外延片5的上端面贴合紧密后，当密封气筒1与延伸筒2之间的气压越来越小时，抽吸管3可吸附碳化硅外延片5向上移动，并对弹簧一13压缩。
请参阅图3，图示中封闭机构8包括固定安装于气管7和密封气筒1之间的架块22，且架块22的内部开设有滑槽19，滑槽19靠近气管7的一端内部滑动安装有活塞块23，且活塞块23的下端固定安装有插板24，插板24与气管7滑动嵌合，滑槽19靠近密封气筒1的一端活动嵌有连杆18，且连杆18的下端固定安装有配重球17，活塞块23与连杆18之间安装有若干个滑动块20，且滑动块20与滑槽19为滑动连接，活塞块23和连杆18的上端之间固定连接有钢索21，且钢索21活动贯穿于若干个滑动块20，分布于两端头的两个滑动块20分别与活塞块23和连杆18为固定连接，配重球17与延伸筒2之间安装有承托组件，在延伸筒2上升过程中，可通过承托组件将配重球17向上托起，便可使插板24向下移动对气管7封闭。
请参阅图2和图3，图示中承托组件包括固定安装于延伸筒2内部顶端的镂空架14，且镂空架14的上端固定安装有顶杆15，顶杆15的上端固定设有圆弧套座16，且圆弧套座16包套于配重球17的底部，在延伸筒2向上移动时，可通过顶杆15使圆弧套座16将配重球17向上提升，圆弧套座16的上端面呈凹弧面，可与配重球17的底部效果的配合。
能对碳化硅外延片5稳定拾取的工作原理：使用者在需要对炉体内部加工完成的碳化硅外延片5进行取片时，使用者通过移动装置将密封气筒1移动至碳化硅外延片5的顶部，并使抽吸管3的下端抽吸口与碳化硅外延片5贴合，此时将真空抽吸泵启动，其气管7便可快速对密封气筒1和碳化硅外延片5之间形成的封闭空间进行抽真空处理，使封闭空间处于负压状态，此时抽吸管3便可对碳化硅外延片5吸取，在气管7持续抽吸过程中，封闭空间内部的气压越来越小，此时延伸筒2会因压强差的作用逐渐向上移动，以减小封闭空间的大小，此时，弹簧一13也会进行压缩，当封闭空间内部的气压快达到临界值时，即碳化硅外延片5在不损坏的情况下，其封闭空间内部负压的最大值；
顶杆15通过圆弧套座16将配重球17向上移动，通过连杆18对若干个滑动块20的推挤，可将插板24逐渐的嵌入至气管7的内部，直至封闭空间内部负压达到最大值，此时插板24也正好对气管7完全封闭；
当封闭空间内部的气压逐渐增大时，如封闭空间内部的气体因炉体内部高温影响升温，气体因受热膨胀时封闭空间内部气压逐渐增大，此时弹簧一13产生的反作用弹力，可将延伸筒2推出，增大封闭空间的容量，以保证封闭空间内部的气压不会瞬间与外界相近，此时在延伸筒2伸出过程中，配重球17因自重通过钢索21对活塞块23拉扯，使插板24向上移动，使插板24不再对气管7封闭，由于气管7在真空抽吸泵的作用下处于持续的抽真空状态，在气管7与封闭空间通气后，便可再次对封闭空间进行抽吸处理；
即当封闭空间内部的低负压逐渐升高时，其气管7便可再次对封闭空间抽吸，使封闭空间内部的负压始终保持在临界值附近，即通过抽吸管3对碳化硅外延片5拾取时，抽吸管3最多是带着碳化硅外延片5进行小幅度的向下移动，但不会出现因封闭空间内部负压升高，出现脱落的现象，保证了对碳化硅外延片5取片的稳定性。
实施例2
请参阅图2、图4和图5，本实施方式对于实施例1进一步说明，气管7的外侧还设有排热机构10，排热机构10包括固定连通于气管7外侧的支管29，且支管29的前端通过转轴转动安装有密封套座30，密封套座30和支管29的内部均开设有通气孔31，支管29的内壁固定安装有固定板32，且转轴的外侧固定安装有拨片33，拨片33与固定板32之间固定安装有弹簧二34，插板24的外侧安装有触动机构9，且触动机构9与密封套座30之间安装有拨动组件11，在插板24将气管7封闭后，可通过触动机构9对密封套座30拨转，使两组通气孔31对齐，使的真空抽吸泵能对炉体内部的高温气体向外排出，加快炉体内部的冷却。
请参阅图4，图示中触动机构9包括固定安装于气管7前端的延伸块25，且延伸块25的内部滑动安装有空心梯框26，空心梯框26的斜边与插板24的弧面活动贴合，空心梯框26的前端固定安装有推杆27，且推杆27活动贯穿于延伸块25，插板24在向下移动时，可将空心梯框26推动，空心梯框26之所以为空心设计，目的在于为防止空心梯框26的横截面很大程度的影响到气管7内部气体的流速或流量。
请参阅图4、图6和图7，图示中拨动组件11包括固定安装于推杆27前端的拨动杆28，且推杆27与拨动杆28呈垂直状态，密封套座30的后端固定安装有圆弧斜边板35，且圆弧斜边板35滑动套接于支管29的外侧，拨动杆28远离推杆27的一端与圆弧斜边板35的斜面活动贴合，拨动杆28在跟随推杆27移动过程中，通过拨动杆28对圆弧斜边板35的限制，以及弹簧二34的配合，可使密封套座30自适应的转动。
请参阅图4，图示中密封套座30的后端表面与支管29的前端表面滑动贴合，以保证密封套座30与支管29之间贴合的紧密性。
本实施例中：在每次插板24对气管7封闭过程中，都能对空心梯框26推挤，其推杆27便可带动拨动杆28将密封套座30拨动，使密封套座30和支管29上的通气孔31重合，此时气管7的持续抽吸，便可通过通气孔31对炉体内部的高温气体进行抽吸，加快炉体内部的冷却速度。
实施例3
请参阅图4，本实施方式对于其它实施例进一步说明触动机构9包括固定安装于气管7前端的延伸块25，且延伸块25的内部滑动安装有空心梯框26，空心梯框26的斜边与插板24的弧面活动贴合，空心梯框26的前端固定安装有推杆27，且推杆27活动贯穿于延伸块25，插板24在向下移动时，可将空心梯框26推动，空心梯框26之所以为空心设计，目的在于为防止空心梯框26的横截面很大程度的影响到气管7内部气体的流速或流量。
请参阅图4，图示中空心梯框26的宽度小于插板24的宽度，且两者纵向中心线共线。
本实施例中：空心梯框26宽度小于插板24宽度，是为了使空心梯框26在回缩至延伸块25的内部后，其延伸块25容纳空心梯框26的凹槽处不会与气管7的内部相通，保证插板24对气管7有效的封闭。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种碳化硅外延片高温取片设备，包括密封气筒(1)和固定连通于所述密封气筒(1)侧边的气管(7)，所述密封气筒(1)的外侧套接有用于与移动装置连接的安装套架(6)，其特征在于：所述密封气筒(1)的底部设有碳化硅外延片(5)，所述密封气筒(1)的内部安装有延伸筒(2)，且所述延伸筒(2)的外侧固定连通有若干个呈圆周等距分布的抽吸管(3)，所述抽吸管(3)的底部外围固定套接有垫片(4)，所述抽吸管(3)下端的抽吸口与所述碳化硅外延片(5)的上端面活动贴合；
缓冲机构，可在所述密封气筒(1)内部气体受热膨胀时使所述延伸筒(2)和所述密封气筒(1)之间空间增大，所述缓冲机构安装于所述密封气筒(1)的内部；
封闭机构(8)，可对所述密封气筒(1)和所述碳化硅外延片(5)形成封闭空间的内部气压限定，所述封闭机构(8)安装于所述气管(7)和所述密封气筒(1)之间。
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅外延片高温取片设备，其特征在于：缓冲机构包括固定安装于所述延伸筒(2)顶部外侧的密封盘(12)，且所述密封盘(12)与所述密封气筒(1)滑动贴合，所述延伸筒(2)与所述密封气筒(1)相通，所述延伸筒(2)的上端与所述密封气筒(1)之间安装有弹簧一(13)。
3.根据权利要求2所述的一种碳化硅外延片高温取片设备，其特征在于：所述封闭机构(8)包括固定安装于所述气管(7)和所述密封气筒(1)之间的架块(22)，且所述架块(22)的内部开设有滑槽(19)，所述滑槽(19)靠近所述气管(7)的一端内部滑动安装有活塞块(23)，且所述活塞块(23)的下端固定安装有插板(24)，所述插板(24)与所述气管(7)滑动嵌合，所述滑槽(19)靠近所述密封气筒(1)的一端活动嵌有连杆(18)，且所述连杆(18)的下端固定安装有配重球(17)，所述活塞块(23)与所述连杆(18)之间安装有若干个滑动块(20)，且所述滑动块(20)与所述滑槽(19)为滑动连接，所述活塞块(23)和所述连杆(18)的上端之间固定连接有钢索(21)，且所述钢索(21)活动贯穿于若干个所述滑动块(20)，分布于两端头的两个所述滑动块(20)分别与所述活塞块(23)和所述连杆(18)为固定连接，所述配重球(17)与所述延伸筒(2)之间安装有承托组件。
4.根据权利要求3所述的一种碳化硅外延片高温取片设备，其特征在于：所述承托组件包括固定安装于所述延伸筒(2)内部顶端的镂空架(14)，且所述镂空架(14)的上端固定安装有顶杆(15)，所述顶杆(15)的上端固定设有圆弧套座(16)，且所述圆弧套座(16)包套于所述配重球(17)的底部。
5.根据权利要求3所述的一种碳化硅外延片高温取片设备，其特征在于：所述气管(7)的外侧还设有排热机构(10)，所述排热机构(10)包括固定连通于所述气管(7)外侧的支管(29)，且所述支管(29)的前端通过转轴转动安装有密封套座(30)，所述密封套座(30)和所述支管(29)的内部均开设有通气孔(31)，所述支管(29)的内壁固定安装有固定板(32)，且所述转轴的外侧固定安装有拨片(33)，所述拨片(33)与所述固定板(32)之间固定安装有弹簧二(34)，所述插板(24)的外侧安装有触动机构(9)，且所述触动机构(9)与所述密封套座(30)之间安装有拨动组件(11)。
6.根据权利要求5所述的一种碳化硅外延片高温取片设备，其特征在于：所述触动机构(9)包括固定安装于所述气管(7)前端的延伸块(25)，且所述延伸块(25)的内部滑动安装有空心梯框(26)，所述空心梯框(26)的斜边与所述插板(24)的弧面活动贴合，所述空心梯框(26)的前端固定安装有推杆(27)，且所述推杆(27)活动贯穿于所述延伸块(25)。
7.根据权利要求6所述的一种碳化硅外延片高温取片设备，其特征在于：所述拨动组件(11)包括固定安装于所述推杆(27)前端的拨动杆(28)，且所述推杆(27)与所述拨动杆(28)呈垂直状态，所述密封套座(30)的后端固定安装有圆弧斜边板(35)，且所述圆弧斜边板(35)滑动套接于所述支管(29)的外侧，所述拨动杆(28)远离所述推杆(27)的一端与所述圆弧斜边板(35)的斜面活动贴合。
8.根据权利要求5所述的一种碳化硅外延片高温取片设备，其特征在于：所述密封套座(30)的后端表面与所述支管(29)的前端表面滑动贴合。
9.根据权利要求6所述的一种碳化硅外延片高温取片设备，其特征在于：所述空心梯框(26)的宽度小于所述插板(24)的宽度，且两者纵向中心线共线。
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