石英坩埚涂层喷涂装置的制作方法

文档序号:11541805阅读:473来源:国知局

本实用新型涉及喷涂技术领域,尤其涉及一种石英坩埚涂层喷涂装置。



背景技术:

石英坩埚主要用于切克拉斯基法(Cz)单晶硅的拉制,即高温加热多晶硅,使其融化在石英坩埚中,然后采用拉晶机通过抽拉来生长单晶,由于拉制单晶时间较长,石英坩埚通常都是承受长时间的热应力,容易发生变形,从而影响拉晶的结果,为解决坩埚易发生变形的问题,在坩埚内表面喷涂上一层促进方石英形成的涂层,由于方石英的熔点是1720℃,比硅熔体熔点1420℃高出很多,所以当坩埚内表面形成一层方石英涂层时,能够有效的提高石英坩埚的抗热变形能力,增长坩埚的使用时间。

但是,目前的涂层工艺是将喷嘴安装在一个可以上下运动的杆上,下方放置石英坩埚,喷嘴由上至下往运动的过程就将石英坩埚内表面喷制涂层,这样的方式存在喷涂不均匀及稳定性较差的缺点,不能够有效的控制涂层浓度的分布,即坩埚底部的涂层较厚,拉晶的过程中硅液中的杂质也聚集在底部,加剧了坩埚内表面的不均匀,导致坩埚下部失透层较厚,出现剥落现象,从而影响拉晶。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够均匀喷涂坩埚内表面Ba涂层的石英坩埚涂层喷涂装置,带动喷嘴的轴杆不仅可以做上下运动,还能做前后运动,同时喷嘴可以围绕轴杆的端头做圆弧运动,且圆弧轨迹与坩埚内壁圆弧相匹配,最终使得坩埚上开口至底部内表面涂层的浓度呈一定梯度均匀下降,从而使得石英坩埚在拉晶过程中内表面失透均匀,失透层不易脱落,喷涂效果良好,涂层的稳定性得到保障。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种石英坩埚涂层喷涂装置,包括直角杆、轴杆、转动轴、喷嘴、输液管、输气管,直角运动杆包括水平段和水平段向下延伸成的竖直段,转动轴上固定有喷嘴,且转动轴的两端与竖直段的末端轴连接,轴杆包括运动段、翘板段、固定桩、联动段、驱动夹,驱动夹包括夹体和转轴,夹体的一端为夹合端,且另一端为转轴端,夹合端夹合固定转动轴,转轴端设置有转轴,转轴的两端轴连接在夹体上,且转轴可相对夹体自转,固定桩固定在直角运动杆水平段靠近转角端,运动段一端与翘板段轴连接,翘板段中部与轴固定桩轴连接,翘板段的另一端与联动段的一端轴连接,联动段的另一端与驱动夹的转轴固定连接,运动段带动翘板段以固定桩为支点连带联动段运动,联动段带动驱动夹旋转转动轴,旋转的转动轴带动喷嘴旋转,即轴杆驱动喷嘴围绕竖直段末端做圆弧运动;喷嘴包括壳体、进气口、进液口和喷头,壳体的一端与转动轴固定连接,且相对的另一端设置有喷头,壳体上设置有与输气管连通的进气口和输液管连通的进液口,进气口和进液口同时与喷头连通。

最优的,还包括冷涂室、温度传感器、抽气系统、转盘,直角杆、轴杆、转动轴、喷嘴、输液管、输气管、温度传感器、转盘均设置在冷涂室中,向内凹陷的转盘设置在冷涂室中间,石英坩埚摆放在转盘的凹陷内,喷嘴设置在转盘上部,测量石英坩埚的温度传感器设置在冷涂室内壁,抽气系统设置在冷涂室的上部。

最优的,还包括直角杆驱动装置、轴杆驱动装置、气体压缩机、液体压缩机、转盘驱动装置、液体流速控制装置、气体流速控制装置,直角杆驱动装置与直角运动杆固定连接,且驱动直角运动杆上下前后运动,轴杆驱动装置与运动段固定连接,且驱动运动段前后运动,转盘驱动装置与转盘固定连接,且驱动转盘转动,气体压缩机与输气管道连通,液体压缩机与输液管道连通,输液管上设置有液体流速控制装置,输气管上设置有气体流速控制装置。

最优的,所述冷涂室侧壁设置有长条状柔性门帘,直角杆和轴杆穿过柔性门帘,进入冷涂室内,柔性门帘包括左右两排封闭用突出齿,柔性材料制成的左右两排突出齿相互匹配,且交错排列。

最优的,所述气体压缩机压缩空气、氮气或者二氧化碳中的至少一种。

最优的,还包括智能控制装置,智能控制装置与直角杆驱动装置、轴杆驱动装置、转盘驱动装置、液体流速控制装置、气体流速控制装置、温度传感器分别电连接,智能控制装置接受温度传感器发送的数据信号,且控制直角杆驱动装置、轴杆驱动装置、转盘驱动装置、液体流速控制装置、气体流速控制装置。

由上述技术方案可知,本实用新型提供的石英坩埚涂层喷涂装置,可以上下运动,同时能前后调节与石英坩埚的距离,并且可以弧度运动喷涂,从而精确控制涂层厚度,使坩埚在拉晶后内表面失透均匀。

附图说明

附图1是石英坩埚涂层喷涂装置的结构示意图。

图中:直角杆10、水平段11、竖直段12、轴杆20、运动段21、翘板段22、固定桩23、联动段24、驱动夹25、喷嘴30、输液管40、输气管50、冷涂室60、转盘70。

具体实施方式

结合本实用新型的附图,对实用新型实施例的技术方案做进一步的详细阐述。

一种石英坩埚涂层喷涂装置,包括直角杆10、轴杆20、转动轴、喷嘴30、输液管40、输气管50、冷涂室60、温度传感器、抽气系统、转盘70、直角杆驱动装置、轴杆驱动装置、气体压缩机、液体压缩机、转盘70驱动装置、液体流速控制装置、气体流速控制装置、智能控制装置。

所述直角杆10、轴杆20、转动轴、喷嘴30、输液管40、输气管50、温度传感器、转盘70均设置在冷涂室60中,冷涂室60侧壁设置有长条状柔性门帘,直角杆10和轴杆20穿过柔性门帘,进入冷涂室60内,柔性门帘包括左右两排封闭用突出齿,柔性材料制成的左右两排突出齿相互匹配,且交错排列,向内凹陷的转盘70设置在冷涂室60中间,石英坩埚摆放在转盘70的凹陷内,喷嘴30设置在转盘70上部,测量石英坩埚的温度传感器设置在冷涂室60内壁,抽气系统设置在冷涂室60的上部,抽气系统将喷涂时过剩的有毒雾化液体能够及时排出,避免人体吸入,造成人员伤害。

直角运动杆包括水平段11和水平段11向下延伸成的竖直段12,转动轴上固定有喷嘴30,且转动轴的两端与竖直段12的末端轴连接,轴杆20包括运动段21、翘板段22、固定桩23、联动段24、驱动夹25,驱动夹25包括夹体和转轴,夹体的一端为夹合端,且另一端为转轴端,夹合端夹合固定转动轴,转轴端设置有转轴,转轴的两端轴连接在夹体上,且转轴可相对夹体自转,固定桩23固定在直角运动杆水平段11靠近转角端,运动段21一端与翘板段22轴连接,翘板段22中部与轴固定桩23轴连接,翘板段22的另一端与联动段24的一端轴连接,联动段24的另一端与驱动夹25的转轴固定连接,运动段21带动翘板段22以固定桩23为支点连带联动段24运动,联动段24带动驱动夹25旋转转动轴,旋转的转动轴带动喷嘴30旋转,即轴杆驱动喷嘴30围绕竖直段12末端做圆弧运动,当坩埚内壁呈现圆弧形时,喷嘴30可以沿圆弧型坩埚内壁位置走同心圆弧。

喷嘴30包括壳体、进气口、进液口和喷头,壳体的一端与转动轴固定连接,且相对的另一端设置有喷头,壳体上设置有与输气管50连通的进气口和输液管40连通的进液口,进气口和进液口同时与喷头连通。

直角杆驱动装置与直角运动杆固定连接,且驱动直角运动杆上下前后运动,从而可以有效地控制喷嘴30距坩埚内壁的距离,当喷嘴距离坩埚壁部距离较远时,喷液到达坩埚壁部时的喷幅较大,反之,喷幅较小,轴杆驱动装置与运动段21固定连接,且驱动运动段21前后运动,转盘70驱动装置与转盘70固定连接,且驱动转盘70转动,气体压缩机与输气管50道连通,气体压缩机压缩空气、氮气或者二氧化碳中的至少一种,液体压缩机与输液管40道连通,输液管40上设置有液体流速控制装置,输气管50上设置有气体流速控制装置。

智能控制装置与直角杆驱动装置、轴杆驱动装置、转盘70驱动装置、液体流速控制装置、气体流速控制装置、温度传感器分别电连接,智能控制装置接受温度传感器发送的数据信号,且控制直角杆驱动装置、轴杆驱动装置、转盘70驱动装置、液体流速控制装置、气体流速控制装置。

坩埚安放到旋转转盘70上时,温度传感器能及时地记录坩埚喷涂前温度,喷涂前的坩埚内表面温度要控制在合适范围内才适于涂层,温度太低,坩埚内表面涂层模糊,温度太高,药液挥发较快,药液浪费多,涂层结合性也相对较差。另一方面要严格的控制喷液的流量,流量过大,坩埚内表面涂层厚度较厚,涂层模糊,流量太小,涂层厚度过薄,药液浪费较多。

本实用新型提供一种能够均匀喷涂坩埚内表面Ba涂层的石英坩埚涂层喷涂装置,带动喷嘴的轴杆不仅可以做上下运动,还能做前后运动,同时喷嘴可以围绕轴杆的端头做圆弧运动,且圆弧轨迹与坩埚内壁圆弧相匹配,最终使得坩埚上开口至底部内表面涂层的浓度呈一定梯度均匀下降,从而使得石英坩埚在拉晶过程中内表面失透均匀,涂层不易脱落,喷涂效果良好,涂层的稳定性得到保障。

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