一种便于半导体晶体生长的石墨坩埚及其使用方法与流程

文档序号:23005922发布日期:2020-11-20 11:57阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种便于半导体晶体生长的石墨坩埚,包括底座(1),其特征在于:所述底座(1)为水平设置的矩形板状,在所述底座(1)的底面四角均竖向固接有支撑腿(2);在所述底座(1)顶面一侧的中部竖向固定设有矩形柱(3),在所述底座(1)的顶面中部水平固定设有矩形板状的放置座(4),在所述放置座(4)竖向设有开口朝上的炉体(5),在所述炉体(5)的顶部开口处盖设有炉盖(6),在所述炉盖(6)的顶面中部开设有圆形通孔,在所述圆形通孔内竖向固定设有导向管(7),在所述炉体(5)内的竖向设有开口朝上的石墨热场(8),在所述石墨热场(8)的底部两侧均竖向设有支撑板(9);在所述石墨热场(8)内放置有开口朝上的石墨坩埚(10),在所述石墨坩埚(10)的内壁上固定设有开口朝上的石英坩埚(11);

在所述矩形柱(3)内面上部的前后端均竖向固定设有t型导轨(12),在两个所述t型导轨(12)之间活动设有滑板(13),在所述滑板(13)=内侧面的前后端均竖向配合t型导轨(12)开设有t型滑槽;在所述滑板(13)外侧面的上部横向固定设有电推缸(14),在所述电推缸(14)的伸缩端顶部固定设有电机箱(15),在所述电机箱(15)的底部设有转动组件;在所述矩形柱(3)内上部竖向开设有矩形的升降腔,在所述升降腔下方的矩形柱(3)内开设有矩形的电机腔;在所述升降腔内设有升降组件;在所述放置座(4)内部两侧的前后端均横向开设有圆柱形的复位腔,在所述复位腔内设有复位组件。

2.根据权利要求1所述的一种便于半导体晶体生长的石墨坩埚,其特征在于:所述转动组件包括c型板(17)、转动轴(18)、连接块(19)和铱杆(20),在所述电机箱(15)内竖向固定设有第一电机(16),在所述电机箱(15)的底部固定安装有槽口朝上的c型板(17),在所述c型板(17)的顶面中部固定设有第一轴承,在所述第一轴承的内圈中竖向固定设有转动轴(18),所述转动轴(18)的顶端贯穿进电机箱(15)内,并通过联轴器与第一电机(16)的电机轴同轴固接,所述转动轴(18)的底端贯穿至c型板(17)的底面下方,在所述转动轴(18)的底端固接有连接块(19),在所述连接块(19)的底面开设有圆柱状的安装槽,在所述安装槽内设有夹持组件;在所述安装槽上方的连接块(19)内横向开设有矩形的调节腔,在所述调节腔内设有调节组件,在所述导向管(7)内竖向活动设有铱杆(20),所述铱杆(20)的顶端夹持在安装槽内,且所述铱杆(20)的底端延伸至石英坩埚(11)内。

3.根据权利要求1所述的一种便于半导体晶体生长的石墨坩埚,其特征在于:所述升降组件包括第二电机(21)、丝杠(22)、螺纹筒(23)和连接柱(24),所述第二电机(21)竖向设置在电机腔内,在所述升降腔内的顶部和底部均固定设有第二轴承,所述丝杠(22)竖向设置在升降腔内,且所述丝杠(22)的两端均固接第二轴承的内圈中;所述丝杠(22)的底端贯穿进电机腔内,并通过联轴器与第二电机(21)的电机轴同轴固接;在所述丝杠(22)的杆体上活动套设有螺纹筒(23),在所述螺纹筒(23)筒体一侧的上部和下部均横向固接有连接柱(24),在所述矩形柱(3)内侧面的上部沿升降腔的高度方向开设有条形开口,且所述连接柱(23)的外端均从条形开口内延伸出与滑板(13)的内侧面固接。

4.根据权利要求2所述的一种便于半导体晶体生长的石墨坩埚,其特征在于:所述夹持组件包括滑块(28)、弧形夹板(29)和夹力弹簧(30),在所述安装槽内的顶部两侧均活动设有滑块(28),在每个所述滑块(28)的底端底面均竖向固定设有弧形夹板(29),且两个弧形夹板(29)的内弧面相对设置;在每个所述弧形夹板(29)外弧面的顶部和底部均等距横向设有若干夹力弹簧(30),且所述夹力弹簧(30)的外端均与安装槽的内壁固接。

5.根据权利要求4所述的一种便于半导体晶体生长的石墨坩埚,其特征在于:所述调节组件包括转动杆(25)、螺纹套管(26)和连接杆(27),在所述调节腔的两侧内壁上均固定设有第三轴承,所述转动杆(25)横向设置在调节腔内,且所述转动杆(25)的两端均固接在第三轴承的内圈中;所述转动杆(25)的一端活动贯穿出调节腔外,在所述转动杆(25)的一端固定设有把手;在所述转动杆(25)中部两侧的杆体表面分别设置有正向螺纹和反向螺纹;在所述转动杆(25)中部两侧的杆体上均活动套设有螺纹套管(26),在所述螺纹套管(26)的管体底部均竖向固接有连接杆(27),在所述调节腔的内底面中部沿长度方向开设有与安装槽连通的条状开口,且每个所述连接杆(27)的底端均从条状开口内延伸出与滑块(28)的顶面固接。

6.根据权利要求1所述的一种便于半导体晶体生长的石墨坩埚,其特征在于:所述复位组件包括移动块(31)、圆杆(32)、复位弹簧(33)、矩形条(34)和夹板(35),在每个所述复位腔的内端均活动设置有圆柱形的移动块(31),在每个所述移动块(31)的外侧面均横向固定设有圆杆(32),在所述放置座(4)两侧的底座(1)顶面上均水平活动设有矩形条(34),在每个所述矩形条(34)的顶部均竖向固定设有夹板(35),每个所述圆杆(32)的外端均贯穿出复位腔外与矩形条(34)的内侧面固接;在每个所述圆杆(32)位于复位腔内的杆体上均活动套设有复位弹簧(33),且每个所述复位弹簧(33)的两端分别与移动块(31)的外侧面和复位腔的一侧内壁固接。

7.根据权利要求1所述的一种便于半导体晶体生长的石墨坩埚,其特征在于:在所述电推缸(14)的固定端中部固定套设有稳定套管(36),在所述滑板(13)的外侧面底部固定设有朝上倾斜设置的支撑杆(37),且所述支撑杆(37)的顶端与稳定套管(36)的底部管体固接。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种便于半导体晶体生长的石墨坩埚的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一,首先将电推缸(14)、第一电机(16)和第二电机(21)分别通过导线与外接电源进行电性连接,在铱杆(20)的底端固定设有一颗籽晶;

步骤二,通过朝外移动夹板(35)带动圆杆(32)内端的移动块(31)对复位弹簧(33)进行挤压,然后将炉体(5)放置在两个夹板(35)之间的放置座(4)上,通过在复位弹簧(33)的弹力作用在带动圆杆(32)朝内收缩,通过圆杆(32)的收缩带动矩形条(34)顶部的夹板(35)对炉体(5)进行限位夹持;然后并将石英坩埚(11)内的原料融化成液态;

步骤三,通过转动把手带动转动杆(25)进行转动,通过转动杆(25)杆体表面上的正向螺纹和反向螺纹带动两个螺纹套管(26)进行朝内移动,通过螺纹套管(26)的移动带动连接杆(27)的端的滑块(28)进行移动,通过滑块(28)的移动带动弧形夹板(29)对铱杆(20)进行夹持固定;

步骤四,通过控制电推缸(14)的伸缩便于带动电机箱(15)底部的转动组件根据炉盖(6)顶部导向管(7)的位置进行横向移动调节,使铱杆(20)的底端位于导向管(7)管口的上方;

步骤五,通过控制第二电机(21)带动丝杠(22)进行转动,通过丝杠(22)的转动带动螺纹筒(23)进行升降,通过螺纹筒(23)的升降便于带动连接柱(24)外端的滑板(13)在t型导轨(12)上进行升降,通过滑板(13)的升降带动电推缸(14)和电机箱(15)底部的转动组件进行升降,通过转动组件的升降便于使铱杆(20)下降进石英坩埚(11)内,并使铱杆(20)底端的籽晶与石英坩埚(11)内的液体接触;

步骤六,通过控制第一电机(16)带动转动轴(18)进行转动,通过转动轴的转动带动连接块(19)内的铱杆(20)进行转动,通过铱杆(20)的转动使熔体处于过冷状态而结晶于籽晶上,在不断提拉和旋转过程中,生长出圆柱状晶体,在操作结束后并将电源关闭。


技术总结
本发明公开了一种便于半导体晶体生长的石墨坩埚,包括底座,在底座顶面一侧的中部设有矩形柱,在底座的顶面中部设有放置座,在放置座设有炉体,在炉体内设有石墨热场,在石墨热场的底部两侧均设有支撑板;在石墨热场内放置有石墨坩埚,在石墨坩埚的内壁上设有石英坩埚;在电机箱的底部设有转动组件;在矩形柱内上部开设有升降腔,在升降腔内设有升降组件;在放置座内部两侧的前后端均开设有复位腔,在复位腔内设有复位组件;本发明便于操作,通过调节组件和夹持组件,解决了现有装置不便于对不同粗细尺寸的铱杆进行夹持固定的问题;通过升降组件和转动组件,解决了操作时工作量和劳动强度较大的问题;解决了铱杆在升降时易出现晃动的问题。

技术研发人员:武晨洁;张培林;武建军;柴利春;张作文;王志辉
受保护的技术使用者:大同新成新材料股份有限公司
技术研发日:2020.07.13
技术公布日:2020.11.20
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