CN220318043U - 一种具有复合热区的扩散炉 - Google Patents
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Abstract
实用新型公开了一种具有复合热区的扩散炉,包括固定外壳、加热装置、接线柱和测温装置，加热装置的加热区域由单一热区和复合热区组成，单一热区包括若干条独立布置的主体发热丝，复合热区包括若干条独立布置的复合发热丝，复合发热丝包括主体发热丝、穿插在主体发热丝中的辅助发热丝和夹持套装在主体发热丝与辅助发热丝之间的隔离保护管。本申请通过在主体发热丝内增加辅助发热丝形成复合热区，能够相对单一热区瞬间产生较大的热量补偿，降低主体发热丝的负荷，增加主体发热丝的使用寿命；并且当烧结过程中，能够通过复合热区与单一热区的结合，提供补偿所需的功率差，温度即可达到制成的需要，可以大大提高烧结的成品率和生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏半导体制造设备的技术领域，可应用在半导体及光伏扩散炉或各种加热装置以及扩散炉，具体是一种具有复合热区的扩散炉。
背景技术
扩散炉用于大规模集成电路、分立器件、电力电子、光电器件和光导纤维等行业的扩散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。扩散工艺的主要用途是在高温条件下对半导体晶圆进行掺杂，即将元素磷、硼扩散入硅片，从而改变和控制半导体内杂质的类型、浓度和分布，以便建立起不同的电特性区域。
由于扩散炉炉体在工作过程中需要经常打开，在炉体处于打开的状态时，炉体内部的热量散失比较多，因此扩散炉系统会通过控制器提高发热丝的功率来快速提升温度，以重新恢复需要的系统温度。通过提高发热丝的功率来快速提升温度会导致发热丝的瞬间负荷过高，长期对发热丝的使用寿命会产生比较大的影响。
而且在硅片烧结过程中，需要某些局部位置温度平衡，但是因为炉体发热丝提供的热源是恒定的，不能够提供局部的温度变化。
发明内容
有鉴于此，本实用新型目的是为了提供一种具有复合热区的可进行温度补偿和保护发热元件的扩散炉。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种具有复合热区的扩散炉,包括固定外壳、安装在所述固定外壳内的加热装置、设置在所述固定外壳外与所述加热装置电连接的接线柱和用于检测扩散炉内温度的测温装置，所述加热装置的加热区域由单一热区和复合热区组成，所述单一热区包括若干条独立布置的主体发热丝，所述复合热区包括若干条独立布置的复合发热丝，所述复合发热丝包括主体发热丝、穿插在所述主体发热丝中的辅助发热丝和夹持套装在所述主体发热丝与辅助发热丝之间的隔离保护管。
优选地，所述辅助发热丝的线体直径小于所述主体发热丝的线体直径。
优选地，所述接线柱包括与所述单一热区的主体发热丝对应的接线柱Ⅰ、与所述复合热区的主体发热丝对应的接线柱Ⅱ和与所述辅助发热丝对应的接线柱Ⅲ，所述接线柱Ⅰ、接线柱Ⅱ和接线柱Ⅲ可分别独立工作。
优选地，所述复合热区设置为呈上下布置的上温区和下温区。
进一步地，所述复合热区的上温区和下温区的区域面积分别小于等于1/4的所述加热装置的区域面积。
进一步地，所述接线柱包括与所述单一热区的主体发热丝对应的接线柱Ⅰ、与所述复合热区的上温区的主体发热丝对应的接线柱Ⅳ、与所述复合热区的下温区的主体发热丝对应的接线柱Ⅴ和与所述辅助发热丝对应的接线柱Ⅲ，所述接线柱Ⅰ、接线柱Ⅳ、接线柱Ⅴ和接线柱Ⅲ可分别独立工作。
优选地，所述隔离保护管为石英材料制成。
本实用新型技术效果主要体现在以下方面：通过在主体发热丝内增加辅助发热丝形成复合热区，能够相对单一热区瞬间产生较大的热量补偿，降低主体发热丝的负荷，增加主体发热丝的使用寿命；并且当烧结过程中，某些局部位置需要温度平衡的时候，能够通过复合热区与单一热区的结合，提供补偿所需的功率差，温度即可达到制成的需要，可以大大提高烧结的成品率和生产效率。
附图说明
图1为本实用新型加热装置截面示意图一；
图2为本实用新型加热装置截面示意图二；
图3为本实用新型图2的A部放大示意图；
图4为本实用新型复合热区局部截面示意图；
图5为本实用新型接线柱简易示意图。
1-加热装置；11-单一热区；12-复合热区；2-主体发热丝；3-辅助发热丝；4-隔离保护管；5-接线柱Ⅰ；51-接线柱Ⅰa；52-接线柱Ⅰb；6-接线柱Ⅲ；7-接线柱Ⅳ；8-接线柱Ⅴ。
实施方式
以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。
实施例1
根据图1-5所示，一种具有复合热区的扩散炉, 包括固定外壳、安装在所述固定外壳内的加热装置1、设置在所述固定外壳外与所述加热装置1电连接的接线柱和用于检测扩散炉内温度的测温装置，由于扩散炉的炉体在工作时需要经常打开，在炉体处于打开的状态时，炉体内部的热量散失比较多，因此扩散炉系统会通过控制器提高发热丝的功率来快速提升温度，以重新恢复需要的系统温度，现有的所述加热装置1由同一线径的发热丝均布而成，而在本申请中，所述加热装置1的加热区域由单一热区11和复合热区12组成，所述单一热区11包括若干条独立布置的主体发热丝2，所述复合热区12包括若干条独立布置的复合发热丝，所述复合发热丝包括主体发热丝2、穿插在所述主体发热丝2中的辅助发热丝3和夹持套装在所述主体发热丝2与辅助发热丝3之间的隔离保护管4，所述隔离保护管4可为石英材料制成，既能够起到导热的作用，也能够起到隔离支撑的作用。
为了能够快速辅助提升所述复合热区12的温度，所述辅助发热丝3的线体直径小于所述主体发热丝2的线体直径，使所述辅助发热丝3相比主体发热丝2具有更高的功率，辅助所述复合热区12的温度提升。
实施例2
与实施例1的区别在于：所述接线柱包括与所述单一热区11的主体发热丝2对应的接线柱Ⅰ5、与所述复合热区12的主体发热丝2对应的接线柱Ⅱ和与所述辅助发热丝3对应的接线柱Ⅲ6，所述接线柱Ⅰ5、接线柱Ⅱ和接线柱Ⅲ6可分别独立工作，在正常工作状态下，只需要所述接线柱Ⅰ5和接线柱Ⅱ接通工作，所述接线柱Ⅲ6可不接通，保持扩散炉内的温度恒定；当打开扩散炉或者需要进行温度不尝试，所述接线柱Ⅲ6接通工作，辅助所述复合热区12快速提升温度。
实施例3
与实施例1的区别在于：所述复合热区12可呈一对对称设置，但是一般在扩散炉打开后，炉体上下位置的热量散失较大，因此所述复合热区12设置为呈上下布置的上温区和下温区，即所述单一热区11设置为呈左右布置，可快速进行补偿散失的热量。
所述复合热区12的上温区和下温区的区域面积分别小于等于1/4的所述加热装置1的区域面积。
实施例4
与实施例3的区别在于：所述接线柱包括与所述单一热区11的主体发热丝2对应的接线柱Ⅰ5、与所述复合热区12的上温区的主体发热丝2对应的接线柱Ⅳ7、与所述复合热区12的下温区的主体发热丝2对应的接线柱Ⅴ8和与所述辅助发热丝3对应的接线柱Ⅲ6，所述接线柱Ⅰ5、接线柱Ⅳ7、接线柱Ⅴ8和接线柱Ⅲ6可分别独立工作，在正常工作状态下，只需要所述接线柱Ⅰ5、接线柱Ⅳ7和接线柱Ⅴ8接通工作，所述接线柱Ⅲ6可不接通，保持扩散炉内的温度恒定；当打开扩散炉或者需要进行温度不尝试，所述接线柱Ⅲ6接通工作，辅助所述复合热区12快速提升温度；同时所述接线柱Ⅰ5还可以根据所述单一热区11的分布分为接线柱Ⅰa51和接线柱Ⅰb52。
工作原理：
在正常工作过程中，复合热区12的主体发热丝2和单一热区11的主体发热丝2正常发热工作，复合热区12的辅助发热丝3则不需要工作。
当打开炉体后，炉体内的热量散失，此时需要复合热区12的辅助发热丝3与复合热区12的主体发热丝2和单一热区11的主体发热丝2共同配合工作，辅助发热丝3瞬间产生较大的热量补偿温差，降低复合热区12的主体发热丝2和单一热区11的主体发热丝2的负荷。
或者当在硅片烧结过程中，需要某些局部位置温度平衡，此时也需要复合热区12的辅助发热丝3与复合热区12的主体发热丝2和单一热区11的主体发热丝2共同配合工作，达到补偿所需的功率差，温度就可以达到烧结制成的需要。
Claims (7)
1.一种具有复合热区的扩散炉,包括固定外壳、安装在所述固定外壳内的加热装置、设置在所述固定外壳外与所述加热装置电连接的接线柱和用于检测扩散炉内温度的测温装置，其特征在于：所述加热装置的加热区域由单一热区和复合热区组成，所述单一热区包括若干条独立布置的主体发热丝，所述复合热区包括若干条独立布置的复合发热丝，所述复合发热丝包括主体发热丝、穿插在所述主体发热丝中的辅助发热丝和夹持套装在所述主体发热丝与辅助发热丝之间的隔离保护管。
2.根据权利要求1所述的一种具有复合热区的扩散炉，其特征在于：所述辅助发热丝的线体直径小于所述主体发热丝的线体直径。
3.根据权利要求1所述的一种具有复合热区的扩散炉，其特征在于：所述接线柱包括与所述单一热区的主体发热丝对应的接线柱Ⅰ、与所述复合热区的主体发热丝对应的接线柱Ⅱ和与所述辅助发热丝对应的接线柱Ⅲ，所述接线柱Ⅰ、接线柱Ⅱ和接线柱Ⅲ可分别独立工作。
4.根据权利要求1所述的一种具有复合热区的扩散炉，其特征在于：所述复合热区设置为呈上下布置的上温区和下温区。
5.根据权利要求4所述的一种具有复合热区的扩散炉，其特征在于：所述复合热区的上温区和下温区的区域面积分别小于等于1/4的所述加热装置的区域面积。
6.根据权利要求4所述的一种具有复合热区的扩散炉，其特征在于：所述接线柱包括与所述单一热区的主体发热丝对应的接线柱Ⅰ、与所述复合热区的上温区的主体发热丝对应的接线柱Ⅳ、与所述复合热区的下温区的主体发热丝对应的接线柱Ⅴ和与所述辅助发热丝对应的接线柱Ⅲ，所述接线柱Ⅰ、接线柱Ⅳ、接线柱Ⅴ和接线柱Ⅲ可分别独立工作。
7.根据权利要求1所述的一种具有复合热区的扩散炉，其特征在于：所述隔离保护管为石英材料制成。
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