CN209779043U - 一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构，包括防护侧板，所述防护侧板的底端外表面靠近四角位置均固定安装有支撑滑道，四个所述支撑滑道之间通过螺栓固定安装有安装板，且信息反馈处理箱的底端外表面固定安装有两个信息反馈处理箱。本实用新型所述的一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构，对水路系统进行合理的安装与摆放，使得水路系统整体的结构更加紧密，能够更加充分的利用空间，从而减少设备的空间，在防护侧板的底端安装四个支撑滑道，将引导柱安装在碳化硅电阻法设备的一侧，使得水路系统能够与碳化硅电阻法设备相对滑动，方便将水路系统从碳化硅电阻法设备的一侧拉出，当修理时，同时手动将水路系统向外拉，便可以对水路系统进行更换与修理。
Description
技术领域
本实用新型涉及碳化硅制备领域，特别涉及一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构。
背景技术
碳化硅晶体结晶工艺就是将高纯碳化硅原料在坩埚中升华，气化，在特定籽晶上重新完成结晶、扩径和退火处理等程序最终得到碳化硅晶体，电阻法碳化硅长晶设备水系统结构是一种用于对碳化硅电阻法设备水冷降温的装置；
现有的碳化硅电阻法设备电阻法碳化硅长晶设备水系统结构在存在一定的弊端，（1）现有的电阻法碳化硅长晶设备水系统结构体积较大，使用与摆放时都需要占用大量的空间，且水路系统内部的各个部件安装位置不合理，从而增大碳化硅电阻法设备体积；（2）在对现有的碳化硅电阻法设备中的水路系统进行修理时，由于水路系统内部部件与管道相互重叠摆放，给修理与检测带来一定的不便，其次，由于现有的水路系统安装在碳化硅电阻法设备的多个位置，使用修理难度进一步加大；（3）现有的水路系统内部管道的连接方式，是通过法兰或者内外螺纹进行连接，由于水路系统使用时水流冲击力较大，带动连接处的内外路螺纹一起振动，使得内外螺纹之间发生相对旋转，最终发生分离，影响碳化硅电阻法设备水冷，为此，我们提出一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构，包括防护侧板，所述防护侧板的底端外表面靠近四角位置均固定安装有支撑滑道，四个所述支撑滑道之间通过螺栓固定安装有安装板，且安装板的底端外表面固定安装有两个信息反馈处理箱，所述安装板的底端外表面靠近信息反馈处理箱的位置固定安装有进出总管，四个所述支撑滑道的外表面均通过滑轨活动安装有引导柱，且引导柱与支撑滑道之间设有多个滚轮。
优选的，所述防护侧板的底端外表面靠近一侧位置固定安装有多个连接管，且连接管的内部焊接有内管，所述内管的内部沿中心轴线方向贯穿开设有预留槽，预留槽的内表面靠近后端位置设有内螺纹，所述连接管的内表面与内管的外表面之间通过弹簧活动安装有对接销，且对接销的外表面沿中心轴线方向等间距焊接有八个防滑凸起，所述连接管的外表面两侧位置均开设有引导槽，所述对接销的外表面靠近引导槽的内表面位置焊接有连接杆，所述连接管通过预留槽内表面的内螺纹活动安装有对接管,且对接管的外表面远离连接管的一侧位置焊接有进水分水管。
优选的，所述安装板的顶端外表面靠近进水分水管的位置固定安装有进水流量调节阀与进水流量表，且进水流量调节阀位于进水流量表靠近进水分水管的一侧，所述进出总管的外表面通过螺栓固定有进水压力表，所述安装板的顶端外表面靠近进水压力表的位置固定安装有多个出水分水管，且出水分水管远离进水压力表的一端安装有出水温度表，所述出水分水管的一端安装有出水总管，且出水总管的外表面安装有出水总管温度表。
优选的，所述防护侧板的前端外表面靠近一侧位置设有导线槽与电源接口，电源接口位于电线槽的一侧。
优选的，所述安装板的两侧外表面均通过螺栓固定安装有把手。
优选的，所述进水分水管靠近连接管的一侧外表面开设有对接槽，所述对接管的外表面靠近连接管的一端设有外螺纹。
优选的，所述内管的顶端粘接有橡胶垫。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1、对水路系统进行合理的安装与摆放，使得水路系统整体的结构更加紧密，能够更加充分的利用空间，从而减少设备的空间；
2、在防护侧板的底端安装四个支撑滑道，将引导柱安装在碳化硅电阻法设备的一侧，使得水路系统能够与碳化硅电阻法设备相对滑动，方便将水路系统从碳化硅电阻法设备的一侧拉出，当修理时，同时手动将水路系统向外拉，便可以对水路系统进行更换与修理；
3、对接管插入到预留槽中，之后旋转进水分水管，通过对接管与内管之间通过内外螺纹进行活动连接，对接管与内管之间的内外螺纹，使得对接管与进水分水管之间无法向两侧移动，再通过对接销对接槽中，使得对接管与进水分水管之间无法发现相对转动，能够防止对接管与内管之间的螺纹发生滑动，提高对接管与进水分水管之间连接的牢固性。
附图说明
图1为本实用新型一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构的整体结构示意图；
图2为本实用新型一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构中连接管与进水分水管的结构示意图；
图3为本实用新型一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构中对接销的结构图；
图4为本实用新型一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构中进水分水管的局部截面图；
图5为本实用新型一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构中水路管道布局图。
图中：1、防护侧板；2、支撑滑道；3、安装板；4、信息反馈处理箱；5、进出总管；6、连接管；7、进水分水管；8、引导柱；9、对接管；10、对接销；11、防滑凸起；12、连接杆；13、内管；14、进水流量调节阀；15、进水流量表；16、进水压力表；17、出水分水管；18、出水温度表；19、出水总管温度表；20、出水总管。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
碳化硅电阻法设备，包括支撑架，支撑架的内部通过螺栓固定安装有工作台，且工作台的底端外表面靠近前端位置通过合页互动安装有柜门，柜门的前端外表面通过螺栓固定安装有把手，支撑架的前端外表面固定安装有导线管，导线管远离支撑架的一端固定安装有控制器，工作台的顶端外表面靠近一侧位置焊接有罐体，罐体的内部有腔体槽，且腔体槽的内表面粘接有石墨层，腔体槽的内部中心处设有坩埚发生器，且坩埚发生器的内表面靠近顶端位置固定安装有生长槽与籽晶适配器，罐体的顶端外表面设有密封盖，密封盖的底端外表面中心处与坩埚发生器之间固定安装有石墨电阻加热器，工作台的底端外表面与罐体之间连接有调节腔体，工作台的底端外表面靠近调节腔体的位置通过螺栓固定安装有升降电机，工作台的底端设有水路系统与UPS控制箱，且UPS控制箱位于水路系统的一侧，工作台的顶端外表面远离罐体的一侧固定安装有电源，工作台的顶端外表面靠近罐体的位置设有温控监测器。
石墨电阻加热器包括正极接线柱与负极接线柱，正极接线柱与负极接线柱之间靠近底端位置固定安装有多个螺旋石墨电阻片。
本实用一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构为碳化硅电阻法设备中的水路系统，水路系统包括防护侧板1，防护侧板1的底端外表面靠近四角位置均固定安装有支撑滑道2，四个支撑滑道2之间通过螺栓固定安装有安装板3，且安装板3的底端外表面固定安装有两个信息反馈处理箱4，安装板3的底端外表面靠近信息反馈处理箱4的位置固定安装有进出总管5，四个支撑滑道2的外表面均通过滑轨活动安装有引导柱8，且引导柱8与支撑滑道2之间设有多个滚轮。
防护侧板1的底端外表面靠近一侧位置固定安装有多个连接管6，且连接管6的内部焊接有内管13，内管13的内部沿中心轴线方向贯穿开设有预留槽，预留槽的内表面靠近后端位置设有内螺纹，连接管6的内表面与内管13的外表面之间通过弹簧活动安装有对接销10，且对接销10的外表面沿中心轴线方向等间距焊接有八个防滑凸起11，连接管6的外表面两侧位置均开设有引导槽，对接销10的外表面靠近引导槽的内表面位置焊接有连接杆12，连接管6通过预留槽内表面的内螺纹活动安装有对接管9，且对接管9的外表面远离连接管6的一侧位置焊接有进水分水管7。
安装板3的顶端外表面靠近进水分水管7的位置固定安装有进水流量调节阀14与进水流量表15，且进水流量调节阀14位于进水流量表15靠近进水分水管7的一侧，进出总管5的外表面通过螺栓固定有进水压力表16，安装板3的顶端外表面靠近进水压力表16的位置固定安装有多个出水分水管17，且出水分水管17远离进水压力表16的一端安装有出水温度表18，多个出水分水管17的一端安装有出水总管20，且出水总管20的外表面安装有出水总管温度表19。
螺旋石墨电阻片的内部固定安装有网状电阻丝，正极接线柱与负极接线柱的顶端外表面相对位置固定安装有L形石墨板，L形石墨板的顶端外表面开设有螺栓槽，多个螺旋石墨电阻片之间等间隔分布，间隔距离为3-10mm。
进水分水管7靠近连接管6的一侧外表面开设有对接槽，对接管9的外表面靠近连接管6的一端设有外螺纹，内管13的顶端粘接有橡胶垫，防护侧板1的前端外表面靠近一侧位置设有导线槽与电源接口，电源接口位于电线槽的一侧，安装板3的两侧外表面均通过螺栓固定安装有把手。
电源与罐体之间通过电源输出铜排连接。
石墨电阻加热器使用时，先将装置整体放置到碳化硅电阻法设备内部罐体中，并将从电源引出的电源输出铜排分别与正极接线柱和负极接线柱连接，连接完成后，使用螺栓将装置固定在罐体顶端的密封盖上，使用时，电流经过螺旋石墨电阻片，围绕并沿着螺旋石墨电阻片产生涡流磁场，由于每个螺旋石墨电阻片均为同一形状，且电流均是由螺旋石墨电阻片的上端向下端流过，所以石墨电阻加热装置，产生的磁场为均匀且稳定的磁场，其次，由于螺旋石墨电阻片为螺旋状，在受到自身的磁场影响时径向涡流无法积累，因此不易变形，径向温度相对稳定，便于控制晶体所需的温度，螺旋石墨电阻片的内部设有网状电阻丝，当螺旋石墨电阻片发生破碎时，由于网状电阻丝安装在螺旋石墨电阻片，且分布较广，能够起到临时连接的作用，避免螺旋石墨电阻片破碎时碎片散落，影响之后的收集。
水路系统使用时，先将引导柱8安装到支撑架的内部，并与支撑架固定连接，之后，当需要进行修理时，通过手动拉动安装板3两侧的把手，由于引导柱8与支撑滑道2之间可以相对滑动，方便将水路系统整体拉出，之后，维修人员便可以更加直观的对水路系统内部的各个部件进行观察与修理，连接管6与进水分水管7连接时，先将手动将连接杆12向后拉，使得对接销10收缩到连接管6的内部，之后将对接管9插入到内管13的预留槽中，并旋转进水分水管7，使得对接管9外表面的外螺纹与预留槽内表面的内螺纹进行对接，螺纹对接完成之后，手动松开连接杆12，使得对接销10在后端弹簧的作用下弹出，插入到进水分水管7内部的对接槽，由于对接销10的外表面设有防滑凸起11，能够防止进水分水管7与连接管6之间相对旋转，其次，由于对接管9与预留槽之间的内外螺纹进行对接，能够防止进水分水管7与连接管6之间向两侧分离，从而实现可以防止对接管9与内管13之间的螺纹发生滑动，提高对接管9与进水分水管7之间连接的牢固性，如图所示，将水路系统中的各个部件规则排列，同时在每个分水管外表面安装调节阀、流量表、压力表与温度表，并通过导线与控制器连接，便于实时的检测各个分水管的内部情况，水路系统整体的结构紧密，能够更加充分的利用空间，从而减少设备的空间。
整体使用时，包括以下步骤，（1）、容器检测；将碳化硅原料放入坩埚发生器中，并进行密封，检测密封性，检测密封性时，先对开启真空泵对坩埚发生器所在的腔体进行初次抽真空，抽真空至1×10-3Pa，控制真空泵停止，并静置20min，观察真空压强，并分为以下两种情况：
A、保持不变：通过真空泵继续对腔体进行抽真空；
B、压强变化：打开密封盖，对坩埚发生器进行重新调整后，再次进行检测密封性；
（2）、抽真空：开启指定的真空泵进行逐级抽真空，并检测真空压强，达到指定范围后，开启高阀，抽真空达到设定真空度，抽真空前，通过工艺控制系统设置抽真空度、真空泵路径与高阀路径，真空度范围为1×10-5Pa；
（3）、加热：通气后，开启石墨电阻加热器进行缓慢加热，加热至2000℃，后恒温加热2.0h；
（4）、通气：达到预定温度后，对惰性气体进行加压，并通过掺杂气体路径送入到腔体中，惰性气体以速度为0.5m3/min送入到腔体内，惰性气体为氮气或氩气，掺杂后，控制真空度保持在100Pa；
（5）、结晶：恒温加热后，处在指定位置的原料开始生华，并在指定的籽晶处结晶，在预设长晶时间后结束，缓慢升温，上拉速度为0.2mm/h，控制生长槽在合理温区内生长，缓慢升温前开启水路系统，控制进水温度21℃，水压力稳定为2kg，并在长晶时控制炉腔内气压和掺杂气体组成，恒定气压范围为200Pa，掺杂气体由氮气、氩气、氢气与一氧化碳组成，其中氮气与氩气含量比为5:1；
（6）、取晶：缓慢降温后，提高腔体内部气压，打开密封盖，取出晶体。
在使用的过程中，外界电源分别对内部电源、UPS、真空系统与水路系统进行供电，外界电源通过内部电源的转化与调压，使稳定的高电流低电压通过电源输出铜排，传导到炉腔内石墨电阻加热器，通过石墨电阻加热器的加热，对炉腔内的坩埚发生器加热，达到碳化硅晶体生长所需的温度，同时由于石墨电阻加热器本身特质和设计，在炉腔内自然形成一个合理的梯度温区，之后对罐体进行密封抽真空，同时开启石墨电阻加热器，在坩埚内部结晶生成，控制器调节真空系统与水路系统，通过水冷系统对腔体产生一个温度梯度，通过真空系统，保证掺杂气体进入后保持真空在稳定的压力环境，碳化硅原料在生华后沿着定向通道在籽晶上结晶，并完整长出晶体，为坩埚提供合适的真空与温度，加快结晶，通过升降电机调节坩埚发生器的温区的位置，找到合适的生长晶体的温区，之后通过温控监测器时调整炉腔内温区的生长温度，使用控制器，实时监控生长过程，根据特定时机实时调整生长工艺。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构，包括防护侧板（1），所述防护侧板（1）的底端外表面靠近四角位置均固定安装有支撑滑道（2），四个所述支撑滑道（2）之间通过螺栓固定安装有安装板（3），且安装板（3）的底端外表面固定安装有两个信息反馈处理箱（4），所述安装板（3）的底端外表面靠近信息反馈处理箱（4）的位置固定安装有进出总管（5），其特征在于：四个所述支撑滑道（2）的外表面均通过滑轨活动安装有引导柱（8），且引导柱（8）与支撑滑道（2）之间设有多个滚轮。
2.根据权利要求1所述的一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构，其特征在于：所述防护侧板（1）的底端外表面靠近一侧位置固定安装有多个连接管（6），且连接管（6）的内部焊接有内管（13），所述内管（13）的内部沿中心轴线方向贯穿开设有预留槽，预留槽的内表面靠近后端位置设有内螺纹，所述连接管（6）的内表面与内管（13）的外表面之间通过弹簧活动安装有对接销（10），且对接销（10）的外表面沿中心轴线方向等间距焊接有八个防滑凸起（11），所述连接管（6）的外表面两侧位置均开设有引导槽，所述对接销（10）的外表面靠近引导槽的内表面位置焊接有连接杆（12），所述连接管（6）通过预留槽内表面的内螺纹活动安装有对接管（9）,且对接管（9）的外表面远离连接管（6）的一侧位置焊接有进水分水管（7）。
3.根据权利要求1所述的一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构，其特征在于：所述安装板（3）的顶端外表面靠近进水分水管（7）的位置固定安装有进水流量调节阀（14）与进水流量表（15），且进水流量调节阀（14）位于进水流量表（15）靠近进水分水管（7）的一侧，所述进出总管（5）的外表面通过螺栓固定有进水压力表（16），所述安装板（3）的顶端外表面靠近进水压力表（16）的位置固定安装有多个出水分水管（17），且出水分水管（17）远离进水压力表（16）的一端安装有出水温度表（18），所述出水分水管（17）的一端安装有出水总管（20），且出水总管（20）的外表面安装有出水总管温度表（19）。
4.根据权利要求1所述的一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构，其特征在于：所述防护侧板（1）的前端外表面靠近一侧位置设有导线槽与电源接口，电源接口位于电线槽的一侧。
5.根据权利要求1所述的一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构，其特征在于：所述安装板（3）的两侧外表面均通过螺栓固定安装有把手。
6.根据权利要求2所述的一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构，其特征在于：所述进水分水管（7）靠近连接管（6）的一侧外表面开设有对接槽，所述对接管（9）的外表面靠近连接管（6）的一端设有外螺纹。
7.根据权利要求2所述的一种电阻法碳化硅长晶设备水系统结构，其特征在于：所述内管（13）的顶端粘接有橡胶垫。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 215613 Fenghuang Town Development Zone, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province (Friendship Road, Korean Industrial Park) Patentee after: Suzhou Youjing Semiconductor Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 215613 Fenghuang Town Development Zone, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province (Friendship Road, Korean Industrial Park) Patentee before: SUZHOU U KING PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |