CN204281857U - 一种坩埚化学气相沉积用限气工装 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种坩埚化学气相沉积用限气工装，包括炉底保温层，设置于炉底保温层上方的石墨分气底板，和设置于石墨分气底板上方的石墨筒，以及设置于石墨筒上方的石墨分气板，所述石墨分气底板、石墨筒和石墨分气板形成用于沉积坩埚的沉积室，所述炉底保温层上设置有进气管和与进气管相连通的第一导气管，所述石墨分气底板上设置有与第一导气管相连通的出气孔，所述石墨筒的筒壁上沿石墨筒的高度方向开设有与出气孔相连通的第一通孔，所述石墨筒的底部内壁开设有与第一通孔相连通的第二通孔，所述石墨筒内设置有与第二通孔相连通且用于将气体导入坩埚内壁的第二导气管。本实用新型具有结构简单，装配方便，可靠性好的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于炭/炭复合材料制备技术领域，具体涉及一种坩埚化学气相沉积用限气工装。
背景技术
炭/炭坩埚用于直拉法单晶硅生产，为拉制单晶热场中必不可少的部件。作为新型高科技炭/炭复合材料，是唯一可以在高温环境下工作的材料，因其优异的综合性能广泛用于航空航天和其它工业领域，近几年随着炭/炭复合材料的发展，其优良的性能已得到很多领域认可，也逐渐取代石墨产品，成为晶体硅生产设备中必备的热场材料。
炭/炭坩埚制备经历化学气相沉积增密、树脂浸渍-固化/炭化增密、高温纯化等工序，漫长的制备周期使其制造成本居高不下,同时也制约了炭/炭坩埚坩埚市场发展。提高炭/炭坩埚制备中化学气相沉积增密效率是降低成本提高竞争力途径之一。
炭/炭坩埚坯体为多孔编织物，抗压强度低，极易变形，一般单层放置在料架上进行化学气相沉积，坩埚底部封闭影响碳源气体流通，造成沉积效率低，而且内型面极易产生炭黑，若清理管道不彻底，极易造成后续开炉堵塞，造成开炉困难。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种坩埚化学气相沉积用限气工装。该工装具有结构简单，装配方便，可靠性好的优点，通过在石墨筒筒壁上设置第一通孔，并在石墨筒的底部内壁开设与第一通孔相连通的第二通孔，形成气体流通通道，向坩埚内壁提供新鲜碳源气体，提高碳源气体利用率，使碳源气体最大限度的流经坩埚表面进行裂解，形成沉积炭；通过设置垫块将坩埚垫起，使通入坩埚内的气体通过垫块与垫块之间的空隙排出并在负压力作用下流经坩埚外壁，再经石墨分气板上的导气孔导出或导入上层石墨筒内。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：包括炉底保温层，设置于炉底保温层上方的石墨分气底板，和设置于石墨分气底板上方的石墨筒，以及设置于石墨筒上方的石墨分气板，所述石墨分气底板、石墨筒和石墨分气板形成用于沉积坩埚的沉积室，所述炉底保温层上设置有进气管和与进气管相连通的第一导气管，所述石墨分气底板上设置有与第一导气管相连通的出气孔，所述石墨筒的筒壁上沿石墨筒的高度方向开设有与出气孔相连通的第一通孔，所述石墨筒的底部内壁开设有与第一通孔相连通的第二通孔，所述石墨筒内设置有与第二通孔相连通且用于将气体导入坩埚内壁的第二导气管，所述石墨分气底板上方且位于石墨筒内均匀设置有多个用于支撑坩埚的垫块，所述石墨分气板的中部设置有用于将沉积室内的气体导出的导气孔。
上述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：所述第二导气管为L型导气管，第二导气管水平段的开口端设置于第二通孔内。
上述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：所述垫块的高度不小于第二导气管水平段的高度。
上述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：所述石墨筒和石墨分气板的数量均为多个，多个所述石墨筒和多个所述石墨分气板间隔叠放。
上述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：位于相邻两个石墨筒之间的石墨分气板上设置有与第一通孔相连通的第三通孔。
上述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：所述导气孔为圆孔，多个所述石墨分气板的导气孔的孔径从上到下逐层增大。
上述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：相邻两个垫块之间形成用于将坩埚内的气体排出的空隙。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型具有结构简单，装配方便，可靠性好的优点。
2、本实用新型通过在石墨筒筒壁上设置第一通孔，并在石墨筒的底部内壁开设与第一通孔相连通的第二通孔，形成气体流通通道，向坩埚内壁提供新鲜碳源气体，提高碳源气体利用率，使碳源气体最大限度的流经坩埚表面进行裂解，形成沉积炭。
3、本实用新型设置垫块，垫块将坩埚垫起，使通入坩埚内的气体通过垫块与垫块之间的空隙排出并在负压力作用下流经坩埚外壁，再经石墨分气板上的导气孔导出或导入上层石墨筒内。
4、本实用新型可通过将多个石墨筒叠放，实现多个坩埚同时沉积，设置多个所述石墨分气板的导气孔的孔径从上到下逐层增大，保证工装内为负压状态，使气体顺利流通，保证多个坩埚均匀沉积。
下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型第一种具体实施方式的结构示意图。
图2为本实用新型第二种具体实施方式的结构示意图。
图3为本实用新型第一种具体实施方式和第二种具体实施方式的石墨筒的俯视图。
图4为本实用新型第三种具体实施方式的结构示意图。
图5为本实用新型第三种具体实施方式的石墨筒的俯视图。
附图标记说明:
1—进气管； 2—第一导气管； 3—石墨筒；
3-1—第一通孔； 3-2—第二通孔； 4—第二导气管；
5—石墨分气板； 5-1—导气孔； 5-2—第三通孔；
6—垫块； 7—坩埚； 8—石墨分气底板；
8-1—出气孔； 9—炉底保温层； 10—沉积室；
具体实施方式
实施例1
如图1和图3所示，本实施例的坩埚化学气相沉积用限气工装，包括炉底保温层9，设置于炉底保温层9上方的石墨分气底板8，和设置于石墨分气底板8上方的石墨筒3，以及设置于石墨筒3上方的石墨分气板5，所述石墨分气底板8、石墨筒3和石墨分气板5形成用于沉积坩埚7的沉积室10，所述炉底保温层9上设置有进气管1和与进气管1相连通的第一导气管2，所述石墨分气底板8上设置有与第一导气管2相连通的出气孔8-1，所述石墨筒3的筒壁上沿石墨筒3的高度方向开设有与出气孔8-1相连通的第一通孔3-1，所述石墨筒3的底部内壁开设有与第一通孔3-1相连通的第二通孔3-2，所述石墨筒3内设置有与第二通孔3-2相连通且用于将气体导入坩埚7内壁的第二导气管4，所述石墨分气底板8上方且位于石墨筒3内均匀设置有多个用于支撑坩埚7的垫块6，所述石墨分气板5的中部设置有用于将沉积室10内的气体导出的导气孔5-1。
如图1所示，本实施例中，所述第二导气管4为L型导气管，第二导气管4水平段的开口端设置于第二通孔3-2内。
如图1所示，本实施例中，所述垫块6的高度不小于第二导气管4水平段的高度。
如图1所示，本实施例中，相邻两个垫块6之间形成用于将坩埚7内的气体排出的空隙。
如图1所示，本实施例中，进气管1和第一导气管2的数量均为一个。
实施例2
如图2和图3所示，本实施例的坩埚化学气相沉积用限气工装与实施例1相同，其中不同之处在于：所述石墨筒3和石墨分气板5的数量均为两个，两个所述石墨筒3和两个所述石墨分气板5间隔叠放；位于两个石墨筒3之间的石墨分气板5上设置有与第一通孔3-1相连通的第三通孔5-2；所述导气孔5-1为圆孔，多个所述石墨分气板5的导气孔5-1的孔径从上到下逐层增大。
实施例3
如图4和图5所示，本实施例的坩埚化学气相沉积用限气工装与实施例1相同，其中不同之处在于：所述石墨筒3和石墨分气板5的数量均为三个，三个所述石墨筒3和三个所述石墨分气板5间隔叠放；位于相邻两个石墨筒3之间的石墨分气板5上设置有与第一通孔3-1相连通的第三通孔5-2；所述导气孔5-1为圆孔，多个所述石墨分气板5的导气孔5-1的孔径从上到下逐层增大。本实施例中，进气管1和第一导气管2的数量均为两个，两个进气管1关于石墨筒3的中心轴对称，两个第一导气管2关于石墨筒3的中心轴对称，相对应的，单个石墨筒3上的第一通孔3-1和第二通孔3-2的数量均为两个。
本实用新型在使用时，可根据坩埚的尺寸和沉积炉的高度选择石墨筒和石墨分气板的个数。
当沉积坩埚数量为一个时，按照限气工装的结构将炉底保温层9、石墨分气底板8和石墨筒3在沉积炉中组装好后，将坩埚7倒扣于石墨分气底板8上方并采用垫块6垫起，然后将石墨分气板5置于石墨筒3上装配好，整个限气工装装配完成后，按照化学气相沉积工艺，向进气管1通入碳源气体，通入的碳源气体依次通过第一导气管2和出气孔8-1进入第一通孔3-1，进入第一通孔3-1的碳源气体通过第二通孔3-2进入第二导气管4，并经第二导气管4通入坩埚7内与坩埚7内壁接触进行化学气相沉积，沉积过程中气体通过垫块6之间的空隙排出并与坩埚7外壁接触，最后通过导气孔5-1导出限气工装。
当沉积坩埚数量为两个以上时，按照限气工装的结构将炉底保温层9、石墨分气底板8和石墨筒3在沉积炉中组装好后，将坩埚7倒扣于石墨分气底板8上方并采用垫块6垫起，然后将石墨分气板5置于石墨筒3上装配好，按照相同方法自下向上逐层装配石墨筒3、坩埚7和石墨分气板5，整个限气工装装配完成后，通过进气管1通入碳源气体，通入的碳源气体依次通过第一导气管2和出气孔8-1进入最下层石墨筒3的第一通孔3-1，进入第一通孔3-1的碳源气体一部分通过最下层石墨筒3的第二通孔3-2进入最下层石墨筒3内的第二导气管4，并经第二导气管4通入最下层坩埚7内与坩埚7内壁接触进行化学气相沉积，沉积过程中气体通过垫块6之间的空隙排出并与坩埚7外壁接触，最后通过导气孔5-1导入上一层石墨筒3内，另一部分通过最下层石墨分气板5的第三通孔5-2进入上一层石墨筒3的第一通孔3-1中，以此类推，碳源气体逐层上升，最后通过最上层石墨分气板5的导气孔5-1导出限气工装。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：包括炉底保温层(9)，设置于炉底保温层(9)上方的石墨分气底板(8)，和设置于石墨分气底板(8)上方的石墨筒(3)，以及设置于石墨筒(3)上方的石墨分气板(5)，所述石墨分气底板(8)、石墨筒(3)和石墨分气板(5)形成用于沉积坩埚(7)的沉积室(10)，所述炉底保温层(9)上设置有进气管(1)和与进气管(1)相连通的第一导气管(2)，所述石墨分气底板(8)上设置有与第一导气管(2)相连通的出气孔(8-1)，所述石墨筒(3)的筒壁上沿石墨筒(3)的高度方向开设有与出气孔(8-1)相连通的第一通孔(3-1)，所述石墨筒(3)的底部内壁开设有与第一通孔(3-1)相连通的第二通孔(3-2)，所述石墨筒(3)内设置有与第二通孔(3-2)相连通且用于将气体导入坩埚(7)内壁的第二导气管(4)，所述石墨分气底板(8)上方且位于石墨筒(3)内均匀设置有多个用于支撑坩埚(7)的垫块(6)，所述石墨分气板(5)的中部设置有用于将沉积室(10)内的气体导出的导气孔(5-1)。
2.根据权利要求1所述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：所述第二导气管(4)为L型导气管，第二导气管(4)水平段的开口端设置于第二通孔(3-2)内。
3.根据权利要求2所述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：所述垫块(6)的高度不小于第二导气管(4)水平段的高度。
4.根据权利要求1所述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：所述石墨筒(3)和石墨分气板(5)的数量均为多个，多个所述石墨筒(3)和多个所述石墨分气板(5)间隔叠放。
5.根据权利要求4所述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：位于相邻两个石墨筒(3)之间的石墨分气板(5)上设置有与第一通孔(3-1)相连通的第三通孔(5-2)。
6.根据权利要求5所述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：所述导气孔(5-1)为圆孔，多个所述石墨分气板(5)的导气孔(5-1)的孔径从上到下逐层增大。
7.根据权利要求1所述的一种坩埚化学气相沉积用限气工装，其特征在于：相邻两个垫块(6)之间形成用于将坩埚(7)内的气体排出的空隙。
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| CN201420760332.5U CN204281857U (zh) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 一种坩埚化学气相沉积用限气工装 |
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