微波加热长晶设备的制作方法

本技术涉及长晶设备，具体而言，涉及一种微波加热长晶设备。

背景技术：

1、现有的碳化硅长晶坩埚中，坩埚盖上方设置有加热盘，从而实现对坩埚盖以及坩埚盖内侧的籽晶进行加热。但是，这种对坩埚盖以及籽晶的加热方式依然存在以下缺陷：

2、1.加热盘升温速度慢，籽晶接收的热量依靠坩埚盖的逐渐间接传递，致使籽晶的加热效率较低；

3、2.加热盘对坩埚盖的加热均匀性难以保证，坩埚盖的体积较大、向籽晶热传递的均匀性难以保证，致使籽晶受热不均的情况明显。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种微波加热长晶设备，其能够提高籽晶加热效率，使籽晶受热均匀，提高长晶质量。

2、本实用新型的实施例是这样实现的：

3、本实用新型提供一种微波加热长晶设备，微波加热长晶设备包括腔体、坩埚、微波发生器、导波管和微波发射头，其中，坩埚包括坩埚桶体和盖合在坩埚桶体上的坩埚盖；

4、坩埚设置在腔体内，微波发生器、导波管和微波发射头依次连接，微波发射头安装在腔体的顶壁，微波发射头发出的微波正对坩埚盖、用于穿透坩埚盖对坩埚盖内侧的籽晶进行均匀加热。

5、本实用新型的实施例提供的微波加热长晶设备的有益效果包括：

6、1.利用微波发生器产生微波，并通过导波管和微波发射头将微波正对坩埚盖发射，坩埚盖为石墨材质，可以透过微波，使微波直接作用于坩埚盖内侧的籽晶，对籽晶进行均匀加热；

7、2.相比于常规的电热器加热坩埚盖、再利用坩埚盖将热量传递给籽晶，本实施例采用微波加热的方式，加热效率更高，而且避免了坩埚盖热传递的不均匀性，使籽晶受热均匀，能够提高长晶质量。

8、在可选的实施方式中，微波发射头包括相互连接的支撑段和扩散段，支撑段连接在腔体的顶壁上，支撑段为直径不变的圆管形状，扩散段位于腔体内，扩散段为喇叭状，扩散段使微波经过扩散后射向籽晶。

9、这样，微波发射头安装稳定，更重要的是，喇叭状的扩散段能够增大发出的微波的覆盖范围，有利于对籽晶均匀加热。

10、在可选的实施方式中，微波发射头还包括分散板，分散板上均布有分散孔，分散板安装在扩散段的出口内。

11、这样，分散板能够提高发出的微波的均匀性，从而提高微波对籽晶加热的均匀性。

12、在可选的实施方式中，支撑段和扩散段的侧壁均为中空结构，使支撑段和扩散段的侧壁内均设置有冷却通道，冷却通道用于通入冷却液，对支撑段和扩散段进行冷却。

13、这样，微波发射头伸入到了腔体的内部，腔体内的温度很高，给微波发射头设计冷却通道，有利于延长微波发射头的使用寿命。

14、在可选的实施方式中，微波发射头发出的微波完全覆盖籽晶的顶面。

15、这样，整个籽晶都会被微波直接、同步加热，有利于籽晶的径向温度保持同步提高。

16、在可选的实施方式中，微波发射头的出口面积大于或等于籽晶的顶面面积。

17、这样，可以保证微波发射头发出的微波完全覆盖籽晶的顶面。

18、在可选的实施方式中，微波加热长晶设备还包括侧加热器，侧加热器设置在坩埚的四周，侧加热器的顶面低于坩埚盖的顶面。

19、这样，侧加热器释放的热量主要用于加热坩埚桶体，对坩埚盖的加热效果较弱，避免侧加热器对籽晶加热效果过多、影响籽晶的温度均匀性。

20、在可选的实施方式中，侧加热器的纵截面为l形结构。

21、这样，侧加热器的形式简单，而且从结构形式上可以保证侧加热器的加热作用主要集中在坩埚桶体上，而不是坩埚盖上。

22、在可选的实施方式中，微波加热长晶设备还包括保温层，保温层位于腔体内、且包围坩埚和侧加热器，微波发射头贯穿保温层的顶壁。

23、这样，保温层的顶壁和腔体的顶壁均对微波发射头起到固定作用，提高微波发射头安装的稳定性。

24、在可选的实施方式中，微波加热长晶设备还包括坩埚托和转轴，坩埚托支撑在坩埚的底部，转轴贯穿腔体的底壁和保温层的底壁、且连接在坩埚托的底部。

技术特征：

1.一种微波加热长晶设备，其特征在于，所述微波加热长晶设备包括腔体(1)、坩埚(4)、微波发生器(7)、导波管(8)和微波发射头(9)，其中，所述坩埚(4)包括坩埚桶体(41)和盖合在所述坩埚桶体(41)上的坩埚盖(42)；

2.根据权利要求1所述的微波加热长晶设备，其特征在于，所述微波发射头(9)包括相互连接的支撑段(91)和扩散段(92)，所述支撑段(91)连接在所述腔体(1)的顶壁上，所述支撑段(91)为直径不变的圆管形状，所述扩散段(92)位于所述腔体(1)内，所述扩散段(92)为喇叭状，所述扩散段(92)使微波经过扩散后射向所述籽晶(11)。

3.根据权利要求2所述的微波加热长晶设备，其特征在于，所述微波发射头(9)还包括分散板(93)，所述分散板(93)上均布有分散孔(931)，所述分散板(93)安装在所述扩散段(92)的出口内。

4.根据权利要求2所述的微波加热长晶设备，其特征在于，所述支撑段(91)和所述扩散段(92)的侧壁均为中空结构，使所述支撑段(91)和所述扩散段(92)的侧壁内均设置有冷却通道(94)，所述冷却通道(94)用于通入冷却液，对所述支撑段(91)和所述扩散段(92)进行冷却。

5.根据权利要求1所述的微波加热长晶设备，其特征在于，所述微波发射头(9)发出的微波完全覆盖所述籽晶(11)的顶面。

6.根据权利要求5所述的微波加热长晶设备，其特征在于，所述微波发射头(9)的出口面积大于或等于所述籽晶(11)的顶面面积。

7.根据权利要求1所述的微波加热长晶设备，其特征在于，所述微波加热长晶设备还包括侧加热器(3)，所述侧加热器(3)设置在所述坩埚(4)的四周，所述侧加热器(3)的顶面低于所述坩埚盖(42)的顶面。

8.根据权利要求7所述的微波加热长晶设备，其特征在于，所述侧加热器(3)的纵截面为l形结构。

9.根据权利要求7所述的微波加热长晶设备，其特征在于，所述微波加热长晶设备还包括保温层(2)，所述保温层(2)位于所述腔体(1)内、且包围所述坩埚(4)和所述侧加热器(3)，所述微波发射头(9)贯穿所述保温层(2)的顶壁。

10.根据权利要求9所述的微波加热长晶设备，其特征在于，所述微波加热长晶设备还包括坩埚托(5)和转轴(6)，所述坩埚托(5)支撑在所述坩埚(4)的底部，所述转轴(6)贯穿所述腔体(1)的底壁和所述保温层(2)的底壁、且连接在所述坩埚托(5)的底部。

技术总结
本技术实施例提供一种微波加热长晶设备，涉及长晶设备技术领域。微波加热长晶设备包括腔体、坩埚、微波发生器、导波管和微波发射头，其中，坩埚包括坩埚桶体和盖合在坩埚桶体上的坩埚盖；坩埚设置在腔体内，微波发生器、导波管和微波发射头依次连接，微波发射头安装在腔体的顶壁，微波发射头发出的微波正对坩埚盖、用于穿透坩埚盖对坩埚盖内侧的籽晶进行均匀加热。微波加热长晶设备能够提高籽晶加热效率，使籽晶受热均匀，提高长晶质量。

技术研发人员：袁刚俊,苏兆鸣
受保护的技术使用者：通威微电子有限公司
技术研发日：20230822
技术公布日：2024/2/19