CN219670713U - 一种碳化硅晶体生长装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳化硅晶体生长装置，涉及晶体生长设备领域。该碳化硅晶体生长装置包括加热器、坩埚及升降组件，加热器围成加热空间，坩埚容置于加热空间内，升降组件包括底座及支撑件，支撑件支撑坩埚，且支撑件与底座螺纹配合，支撑件用于相对底座旋动，以调整坩埚在加热空间中的高度。本实用新型提供的碳化硅晶体生长装置的升降组件结构简单可靠，且不产生额外能耗。

Description

一种碳化硅晶体生长装置

技术领域

本实用新型涉及晶体生长设备领域，具体而言，涉及一种碳化硅晶体生长装置。

背景技术

基于物理气相输运法的碳化硅晶体生长装置包括石墨坩埚及加热器，石墨坩埚内的碳化硅粉料在热场中升华，释放出的气相组分在籽晶处结晶，碳化硅粉料在热场中的位置决定了碳化硅晶体生长的速率与品质。

为了调节碳化硅粉料在热场中的高度位置，从而满足晶体生长的不同的个性化需求，目前市面上的部分碳化硅晶体生长装置额外配置有电机驱动的升降机构，通过升降机构带动石墨坩埚在竖直方向上运动，从而实现在热场中的位置调节。

此类碳化硅晶体生长装置，配置的升降机构结构复杂，并且升降过程产生过多能耗，且电机易发生故障导致升降调节不可靠。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种碳化硅晶体生长装置，其调节坩埚高度的结构简单可靠，且不产生额外能耗。

本实用新型提供一种技术方案：

一种碳化硅晶体生长装置，包括：

加热器，所述加热器围成加热空间；

坩埚，所述坩埚容置于所述加热空间内；

升降组件，所述升降组件包括底座及支撑件，所述支撑件支撑所述坩埚，且所述支撑件与所述底座螺纹配合，所述支撑件用于相对所述底座旋动，以调整所述坩埚在所述加热空间中的高度。

进一步地，所述支撑件包括支撑托及螺纹柱，所述支撑托的顶壁与所述坩埚的外底壁连接，所述螺纹柱的一端与所述支撑托的底壁连接，所述螺纹柱远离所述支撑托的一端与所述底座螺纹配合。

进一步地，所述螺纹柱、所述支撑托及所述坩埚同轴设置。

进一步地，所述底座上设置有在竖直方向上延伸的螺纹孔，所述螺纹柱远离所述支撑托的一端与所述螺纹孔配合。

进一步地，所述螺纹柱的外表面具有多个指示刻度，多个所述指示刻度的排布方向与所述螺纹柱的轴线平行。

进一步地，所述升降组件还包括锁止环，所述锁止环套设于所述螺纹柱的外侧壁，所述锁止环用于在与所述底座配合的状态下将所述螺纹柱与所述底座锁止。

进一步地，所述螺纹柱与所述锁止环螺纹配合，所述锁止环处于所述底座与所述支撑托之间。

进一步地，所述底座及所述支撑件均容置于所述加热空间内。

进一步地，所述升降组件还包括连接轴，所述连接轴的一端与所述底座的底壁同轴连接，所述连接轴远离所述底座的一端伸出所述加热空间，所述连接轴用于连接转动机构，以带动所述坩埚在所述加热空间内转动。

进一步地，所述连接轴、所述底座、所述支撑件及所述坩埚同轴设置。

相比现有技术，本实用新型提供的碳化硅晶体生长装置，其升降组件包括底座及支撑件，支撑件支撑坩埚，且支撑件与底座螺纹配合。在外力作用下，对支撑件施加作用力，使得支撑件相对底座旋动，即可实现对坩埚在加热空间中的高度调节，免去配置电机。因此，本实用新型提供的碳化硅晶体生长装置的有益效果包括：升降组件结构简单可靠，且不产生额外能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的实施例提供的碳化硅晶体生长装置的部分结构示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的碳化硅晶体生长装置的部分结构的剖切示意图；

图3为图2中升降组件的结构示意图；

图4为图2中升降组件的分解示意图；

图5为图2中升降组件在锁止环与底座配合状态下的结构示意图。

图标：100-碳化硅晶体生长装置；110-加热器；111-加热空间；120-坩埚；130-升降组件；131-底座；1311-螺纹孔；132-支撑件；1321-支撑托；1322-螺纹柱；1323-指示刻度；133-锁止环；134-连接轴。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

实施例

请结合参阅图1及图2，图1所示为本实施例提供的碳化硅晶体生长装置100的部分结构示意图，图2所示为本实施例提供的碳化硅晶体生长装置100的部分结构的剖切示意图。

本实施例提供的碳化硅晶体生长装置100用于物理气相输运法生长碳化硅晶体，该碳化硅晶体生长装置100包括加热器110、坩埚120及升降组件130，加热器110围成加热空间111，坩埚120容置于加热空间111内，升降组件130用于在外力作用下带动坩埚120在加热空间111内升降运动，以调整坩埚120在热场中的高度位置。

可以理解的是，坩埚120为石墨材质，并且本实施例提供的碳化硅晶体生长装置100还包括保温毡等常规部件，本实施例中不作额外描述。加热器110可以为电阻发热件，也可以为感应线圈与石墨筒体的组合，也可以仅为感应线圈，具体结构根据实际应用条件进行调整。

请结合参阅图3及图4，图3所示为升降组件130的结构示意图，图4所示为升降组件130的分解示意图。

本实施例中，升降组件130包括底座131及支撑件132，支撑件132支撑坩埚120，且支撑件132与底座131螺纹配合，支撑件132用于相对底座131旋动，以调整坩埚120在加热空间111中的高度。

在实际应用中，对支撑件132施加作用力，使得支撑件132相对底座131正向或反向旋动的过程中，能够带动坩埚120在竖直方向上运动。若支撑件132相对底座131正向旋动的过程中带动坩埚120竖直向上运动，则支撑件132相对底座131反向旋动的过程中带动坩埚120竖直向下运动。

本实施例中，支撑件132包括支撑托1321及螺纹柱1322，支撑托1321的顶壁与坩埚120的外底壁连接，即支撑托1321起到竖直向上支撑坩埚120的作用。螺纹柱1322的一端与支撑托1321的底壁连接，底座131上设置有在竖直方向上延伸的螺纹孔1311，螺纹柱1322远离支撑托1321的一端与底座131上的螺纹孔1311配合。

由于螺纹孔1311在竖直方向上延伸，螺纹柱1322旋进或旋出螺纹孔1311的过程中，螺纹柱1322能够带动支撑托1321竖直向上或竖直向下运动，从而带动坩埚120在加热空间111内升高或降低，从而调节坩埚120内部容置的碳化硅粉料在热场中的位置，实现对碳化硅晶体生长的速率与品质的有效调控。

为了保证在螺纹柱1322相对底座131旋动的过程中坩埚120能够平稳升降，本实施例中，螺纹柱1322、支撑托1321及坩埚120同轴设置。相当于，在螺纹柱1322相对底座131旋动的过程中，坩埚120以自转的状态在加热空间111内同步升降。

为了实现对坩埚120在加热空间111内所处高度的精细化调节，本实施例中，螺纹柱1322的外表面具有多个指示刻度1323，多个指示刻度1323的排布方向与螺纹柱1322的轴线平行。

可以理解的是，螺纹柱1322逐渐旋进底座131上螺纹孔1311的过程中，螺纹柱1322外表面上的多个指示刻度1323依次进入螺纹孔1311，从而被底座131遮挡，因此，通过观察单次旋进调节过程中被底座131遮挡的指示刻度1323数量即可得知本次调节坩埚120下降的高度。

同样的，在螺纹柱1322逐渐旋出底座131上螺纹孔1311的过程中，被底座131遮挡的多个指示刻度1323依次退出螺纹孔1311，因此，通过观察单次旋出调节过程中退出底座131的指示刻度1323数量即可得知本次调节坩埚120上升的高度。

可以理解的是，多个指示刻度1323还可以针对加热器110标识相对高度值，从而根据刚好被底座131遮挡的指示刻度1323能够得到坩埚120在加热器110中所处的相对高度。

为了避免在将坩埚120高度调整到位后坩埚120发生不受控制的升降，本实施例中，升降组件130还包括锁止环133，锁止环133套设于螺纹柱1322的外侧壁，锁止环133用于在与底座131配合的状态下将螺纹柱1322与底座131锁止。

在实际应用中，通过旋动螺纹柱1322将坩埚120高度调整到位后，调整螺纹柱1322上的锁止环133与底座131配合，实现对螺纹柱1322与底座131的锁止，避免螺纹柱1322相对底座131旋动，即将坩埚120固定在当前高度。

本实施例中，螺纹柱1322与锁止环133螺纹配合，锁止环133处于底座131与支撑托1321之间。在实际应用中，当坩埚120高度调整到位后，相对螺纹柱1322旋动锁止环133，以使锁止环133逐渐靠近底座131直至与底座131配合，即可完成锁止。

请结合参阅图5，图5所示为升降组件130在锁止环133与底座131配合状态下的结构示意图。

考虑到在实际应用中，坩埚120与支撑件132的重力全部作用在螺纹柱1322与螺纹孔1311的配合结构上，螺纹柱1322存在深入螺纹孔1311的运动趋势，在不主动施加作用力的情况下，受重力作用的螺纹柱1322几乎不可能旋出螺纹孔1311，但极有可能旋进螺纹孔1311。

因此，本实施例中的锁止环133设置于底座131与支撑托1321之间，并且锁止环133与底座131的配合为抵持，在锁止环133抵持底座131的状态下，限制螺纹柱1322进一步旋进螺纹孔1311，实现锁止。

当需要再次调整坩埚120高度的时候，若需要进一步升高坩埚120，则不需要单独调节锁止环133，只需要对螺纹柱1322或支撑托1321施加作用力，使得螺纹柱1322旋出螺纹孔1311即可，在此过程中，螺纹柱1322带动锁止环133逐渐远离底座131。当坩埚120高度升高到位后，再旋动锁止环133至与底座131重新抵持即可。

若需要降低坩埚120，则需要先旋动锁止环133，使得锁止环133脱离与底座131的抵持，锁止环133与底座131之间的间距需要大于坩埚120本次调节的下降高度。当坩埚120下降到位后，若锁止环133与底座131之间仍存在间隙，则旋动锁止环133至与底座131抵持即可。

需要说明的是，在其他实施例中，根据实际应用条件可以调整锁止环133与底座131的配合方式，例如，锁止环133与底座131可以为卡扣配合，当锁止环133相对螺纹柱1322旋动至与底座131卡扣配合时，限制螺纹柱1322旋进或旋出螺纹孔1311。

本实施例中，底座131及支撑件132均容置于加热空间111内。并且，升降组件130还包括连接轴134，连接轴134的一端与底座131的底壁同轴连接，连接轴134远离底座131的一端伸出加热空间111，连接轴134用于连接转动机构，以带动坩埚120在加热空间111内转动，从而保证处于同一径向区域的碳化硅粉料受热均匀。

同样的，为了保证转动过程平稳进行，本实施例中，连接轴134、底座131、支撑件132及坩埚120同轴设置。

综上，本实施例提供的碳化硅晶体生长装置100，通过对支撑件132施加作用力，使得支撑件132相对底座131旋动即可实现对坩埚120在加热空间111中的高度调节，结构简单可靠，免去额外配置电机，不产生额外能耗。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳化硅晶体生长装置，其特征在于，包括：

加热器(110)，所述加热器(110)围成加热空间(111)；

坩埚(120)，所述坩埚(120)容置于所述加热空间(111)内；

升降组件(130)，所述升降组件(130)包括底座(131)及支撑件(132)，所述支撑件(132)支撑所述坩埚(120)，且所述支撑件(132)与所述底座(131)螺纹配合，所述支撑件(132)用于相对所述底座(131)旋动，以调整所述坩埚(120)在所述加热空间(111)中的高度。

2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述支撑件(132)包括支撑托(1321)及螺纹柱(1322)，所述支撑托(1321)的顶壁与所述坩埚(120)的外底壁连接，所述螺纹柱(1322)的一端与所述支撑托(1321)的底壁连接，所述螺纹柱(1322)远离所述支撑托(1321)的一端与所述底座(131)螺纹配合。

3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述螺纹柱(1322)、所述支撑托(1321)及所述坩埚(120)同轴设置。

4.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述底座(131)上设置有在竖直方向上延伸的螺纹孔(1311)，所述螺纹柱(1322)远离所述支撑托(1321)的一端与所述螺纹孔(1311)配合。

5.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述螺纹柱(1322)的外表面具有多个指示刻度(1323)，多个所述指示刻度(1323)的排布方向与所述螺纹柱(1322)的轴线平行。

6.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述升降组件(130)还包括锁止环(133)，所述锁止环(133)套设于所述螺纹柱(1322)的外侧壁，所述锁止环(133)用于在与所述底座(131)配合的状态下将所述螺纹柱(1322)与所述底座(131)锁止。

7.根据权利要求6所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述螺纹柱(1322)与所述锁止环(133)螺纹配合，所述锁止环(133)处于所述底座(131)与所述支撑托(1321)之间。

8.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述底座(131)及所述支撑件(132)均容置于所述加热空间(111)内。

9.根据权利要求8所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述升降组件(130)还包括连接轴(134)，所述连接轴(134)的一端与所述底座(131)的底壁同轴连接，所述连接轴(134)远离所述底座(131)的一端伸出所述加热空间(111)，所述连接轴(134)用于连接转动机构，以带动所述坩埚(120)在所述加热空间(111)内转动。

10.根据权利要求9所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述连接轴(134)、所述底座(131)、所述支撑件(132)及所述坩埚(120)同轴设置。