一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置的制作方法

本技术涉及长晶炉，具体为一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置。

背景技术：

1、碳化硅长晶炉是用于生产半导体材料的关键设备之一。在长晶炉内，通过对硅原料进行热解，可以生长出高质量的单晶硅棒，用于制造半导体器件。

2、在碳化硅长晶炉的早期发展阶段，供气装置一般采用单通道供气的方式，即将气体通过单一的进气口引入炉膛。然而，由于炉膛内空间较大且形状复杂，单通道供气存在气体分布不均匀的问题，导致硅棒生长中的温度和成分不均匀。随着技术的进步，多通道均匀供气装置逐渐应用于碳化硅长晶炉中。这种装置通过在炉膛内设置多个气体进气口，并采用特殊的设计和控制方式，实现了气体在炉膛内的均匀分布。多通道均匀供气装置不仅提高了硅棒的生长质量，还提高了生产效率和稳定性。

3、当前的大部分长晶炉供气装置需要在坩埚的顶盖上加上冷却环，以确保蒸发的蒸汽向上运动，并且遇冷凝结成晶体，该结构耗能多并且对于晶体附近的气体无法直接降温，降温效果不明显，其次传统的长晶炉多为单通道供气，无法实现对长晶炉内部的均匀供气。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题：针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，具备耗能小，降温效果明显，更有利于排除其他气体杂质，提高结晶稳定性以及双通道均匀供气的优点，解决了传统的长晶炉耗能多并且对于晶体附近的气体无法直接降温，降温效果不明显以及单通道供气，无法实现对长晶炉内部均匀供气的问题。

2、（二）技术方案：为实现上述耗能小，降温效果明显，更有利于排除其他气体杂质，提高结晶稳定性以及双通道均匀供气的目的，本实用新型提供如下技术方案：一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，包括坩埚、埚盖、电磁感应线圈、上进气管、上吸气管、下进气管，所述坩埚放置与电磁感应线圈的正中间位置，所述埚盖装配在坩埚上，所述埚盖底部加工有安装晶籽的凸台，所述埚盖上加工有三个通孔，所述通孔中分别装配有上进气管、上吸气管、下进气管，所述上进气管的下管口正对晶籽，所述上吸气管的下管口正对晶籽，所述下进气管的下管口与上进气管的下管口相互垂直，所述下进气管的底部靠近碳化硅粉料表面，所述上进气管、上吸气管、下进气管的上部分别安装有球阀。

3、优选的，所述上进气管、上吸气管、下进气管为石英管。

4、优选的，所述上进气管为滑动装配在埚盖上，所述上进气管的下管口始终对准晶籽底端。

5、优选的，所述上进气管充入的惰性气体为降温处理后的冷气体。

6、优选的，所述下进气管充入的惰性气体为升温处理后的热气体。

7、优选的，所述通孔内装配有膨胀石墨环，所述上进气管、上吸气管、下进气管固定安装在膨胀石墨环内。

8、（三）有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供了一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，具备以下有益效果：

9、1、该一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，通过上进气管、下进气管的配合使用，上进气管充入的惰性气体是降温处理之后的冷气体，可以直接将晶籽周围的温度降低，实现碳化硅的冷却结晶，并且该气体冲入方式使得晶籽周围的惰性气体浓度较高，分布均匀，有利于排除结晶时的杂质，提高结晶时的稳定性。

10、2、该一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，通过坩埚、埚盖、上进气管、上吸气管、下进气管、球阀的配合使用，上进气管和下进气管分别向坩埚里冲入冷惰性气体和热惰性气体，更容易使得下方的碳化硅蒸汽向上运动至晶籽处，最后冷却结晶，其次配合上吸气管的吸出惰性气体，使得坩埚内部的惰性气体呈现螺旋式上升，更容易使内部的惰性气体均匀分布在坩埚的内部，最后配合球阀的使用，可以控制进气量以及吸气量，始终保持坩埚内部气压的稳定和实时排除气体的状态。

技术特征：

1.一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，包括坩埚（1）、埚盖（2）、电磁感应线圈（6）、上进气管（3）、上吸气管（4）、下进气管（5），其特征在于：所述坩埚（1）放置与电磁感应线圈（6）的正中间位置，所述埚盖（2）装配在坩埚（1）上，所述埚盖（2）底部加工有安装晶籽（11）的凸台（10），所述埚盖（2）上加工有三个通孔（7），所述通孔（7）中分别装配有上进气管（3）、上吸气管（4）、下进气管（5），所述上进气管（3）的下管口正对晶籽（11），所述上吸气管（4）的下管口正对晶籽（11），所述下进气管（5）的下管口与上进气管（3）的下管口相互垂直，所述下进气管（5）的底部靠近碳化硅粉料表面，所述上进气管（3）、上吸气管（4）、下进气管（5）的上部分别安装有球阀（9）。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，其特征在于：所述上进气管（3）、上吸气管（4）、下进气管（5）为石英管。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，其特征在于：所述上进气管（3）为滑动装配在埚盖（2）上，所述上进气管（3）的下管口始终对准晶籽（11）底端。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，其特征在于：所述上进气管（3）充入的惰性气体为降温处理后的冷气体。

5.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，其特征在于：所述下进气管（5）充入的惰性气体为升温处理后的热气体。

6.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，其特征在于：所述通孔（7）内装配有膨胀石墨环（8），所述上进气管（3）、上吸气管（4）、下进气管（5）固定安装在膨胀石墨环（8）内。

技术总结
本技术涉及长晶炉技术领域，且公开了一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置，包括坩埚、埚盖、电磁感应线圈、上进气管、上吸气管、下进气管，埚盖底部加工有安装晶籽的凸台，上下进气管、上吸气管分别装配在埚盖上，上进气管的下管口和上吸气管的下管口正对晶籽，下进气管的下管口与上进气管的下管口相互垂直，下进气管的底部靠近粉料表面，上进气管、上吸气管、下进气管的上部分别安装有球阀。该惰性气体的冲入方式使得晶籽周围的惰性气体浓度较高，有利于排除结晶时的杂质，提高结晶时的稳定性并且更容易使得下方的碳化硅蒸汽向上运动至晶籽处，最后冷却结晶，更容易使内部的惰性气体均匀分布在坩埚的内部。

技术研发人员：许俊,尹宝堂,张德远,冯慧,王宇飞
受保护的技术使用者：常州能量方舟新材料有限公司
技术研发日：20230804
技术公布日：2024/2/1