一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置的制作方法

本发明涉及半导体的制备，具体为一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置。

背景技术：

1、磷化铟、磷化镓是重要的化合物半导体材料，广泛应用于毫米波探测、光通讯、太赫兹等领域。这些化合物中的磷元素是通过扩散或者注入完成化合物的合成。注入合成是可以实现快速、高效合成，但是磷易燃，因此磷的装填和密封难度很大，稍有不慎就会发生磷的燃烧，极其危险。

2、因此，本领域技术人员提供了一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，在惰性气体保护下进行装填，在真空环境下进行高温密封，可以实时监测密封过程的密封程度，该工艺过程安全可靠，自动化程度高，环保安全，解决了注入合成时可以实现快速、高效合成，但是磷易燃，因此磷的装填和密封难度很大，稍有不慎就会发生磷的燃烧，极其危险的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，包括支撑筒，所述支撑筒的下端设置有转动电机，所述支撑筒和转动电机之间设置有离合器，所述支撑筒一侧臂设置有真空阀门；

6、所述支撑筒上端设置有上盖，所述上盖的上端设置有上保护罩，所述上盖的两侧边缘均开设有密封槽，所述密封槽内部设置有密封圈，所述上保护罩下端与支撑筒上端均开设有密封槽，所述上保护罩和支撑筒上密封槽的尺寸与位置和上盖两侧的密封槽一致，所述上保护罩的顶部中心处开设有装载孔；

7、所述上盖的上端中部设置有磷承载器，所述磷承载器的下端中部设置有注入管，所述磷承载器的上端开设有投料孔，所述装载孔的内部设置有漏斗，所述漏斗的下端伸入投料孔的内部；

8、通过上述技术方案，能够将支撑筒、上盖和上保护罩之间进行有效密封，保证其能够在惰性气体保护下进行装填，在真空环境下进行高温密封，并且磷承载器能够方便进行安装，实时监测密封过程的密封程度，能够有效地避免出现磷的燃烧现象，更安全可靠。

9、进一步地，所述真空阀门的下端和上端分别设置有充放气阀门和真空计，所述真空计端部伸入支撑筒的内部；

10、通过上述技术方案，通过充放气阀门方便对支撑筒和磷承载器内部进行充放气，真空计能够实时监测支撑筒内部的气压数值。

11、进一步地，所述上盖的中部开设有过渡孔，所述注入管的下端穿过过渡孔内部；

12、通过上述技术方案，注入管穿过过渡孔内部，方便进行下料操作。

13、进一步地，所述上盖和磷承载器之间设置有第一密封垫；

14、通过上述技术方案，通过第一密封垫对上盖和磷承载器之间进行有效密封。

15、进一步地，所述漏斗和上保护罩之间设置有第二密封垫；

16、通过上述技术方案，通过第二密封垫对漏斗和上保护罩之间进行有效密封。

17、进一步地，所述磷承载器的上端还可以通过焊枪焊接连接封帽，所述封帽与磷承载器上的投料孔之间密封；

18、通过上述技术方案，利用焊枪将封帽焊接在磷承载器上，焊接过程中，启动电机，使得焊缝随着焊接过程旋转，焊接过程中出现问题后通过脚踩离合器，实现系统转动停止，能够进行有效的焊接密封。

19、进一步地，所述磷承载器内部装载设置有红磷。

20、进一步地，该注入合成用磷承载器的装填及密封方法，包括以下过程：

21、步骤s1.首先将上盖装配至支撑筒上，然后将磷承载器放置至上盖上，并使得注入管穿过过渡孔，在磷承载器的主体下端放置第一密封垫；

22、步骤s2.然后将上保护罩与上盖装配在一起，将第二密封垫与装载孔对齐放置；

23、步骤s3.用一盖板将第二密封垫盖住，通过真空阀门给系统抽真空，使内部气压＜100pa，充放气阀门与充入氮气或者氩气连接，然后通过充放气阀门向支撑筒中充入氮气或者氩气，压力达到一个大气压，直至盖板松弛，然后取下盖板，再将漏斗放置在第二密封垫上，并将其穿过装载孔直至插入投料孔中；

24、步骤s4.然后启动转动电机使得整个系统转动，通过漏斗将红磷投至漏斗中，并根据红磷的下落情况调节真空阀门中气体放入流量，实现红磷在逆气流下缓慢下落至投料孔中；

25、步骤s5.投料过程中出现红磷卡住现象后通过脚踩离合器，实现系统转动停止，停止充气，清理漏斗，然后继续重复上述步骤，继续装载红磷；

26、步骤s6.当装载红磷达到所需量后，停止装载，并停止转动电机；

27、步骤s7.然后停止向系统充入氮气或者氩气，直至系统通过漏斗与外界气压平衡，取下漏斗、第二密封垫和上保护罩；

28、步骤s8.然后将封帽盖在投料孔上，打开真空阀门给系统抽真空，然后利用焊枪将封帽焊接在磷承载器上，焊接过程中，启动电机，使得焊缝随着焊接过程旋转，焊接过程中出现问题后通过脚踩离合器，实现系统转动停止，暂停工艺，焊接完毕后，直至真空计的数值达到＜50pa；

29、步骤s9.关闭真空系统，待磷承载器降至室温后，打开充放气阀门，使得内部压力达到一个大气压，取出磷承载器。

30、（三）有益效果

31、本发明提供了一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置。具备以下有益效果：

32、1、本发明提供了一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，该装置在惰性气体保护下进行装填，在真空环境下进行高温密封，可以实时监测密封过程的密封程度，能够有效地避免出现磷的燃烧现象，更安全可靠。

33、2、本发明提供了一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，该工艺过程安全可靠，自动化程度高，环保安全。

技术特征：

1.一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，包括支撑筒（1），其特征在于：所述支撑筒（1）的下端设置有转动电机（12），所述支撑筒（1）和转动电机（12）之间设置有离合器（11），所述支撑筒（1）一侧臂设置有真空阀门（9）；

2.根据权利要求1所述的一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，其特征在于：所述真空阀门（9）的下端和上端分别设置有充放气阀门（10）和真空计（20），所述真空计（20）端部伸入支撑筒（1）的内部。

3.根据权利要求1所述的一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，其特征在于：所述上盖（2）的中部开设有过渡孔（17），所述注入管（6）的下端穿过过渡孔（17）内部。

4.根据权利要求1所述的一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，其特征在于：所述上盖（2）和磷承载器（4）之间设置有第一密封垫（3）。

5.根据权利要求1所述的一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，其特征在于：所述漏斗（14）和上保护罩（13）之间设置有第二密封垫（15）。

6.根据权利要求1所述的一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，其特征在于：所述磷承载器（4）的上端还可以通过焊枪（8）焊接连接封帽（7），所述封帽（7）与磷承载器（4）上的投料孔（19）之间密封。

7.根据权利要求1所述的一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，其特征在于：所述磷承载器（4）内部装载设置有红磷（5）。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种注入合成用磷承载器的装填及密封方法，其特征在于，包括以下过程：

技术总结
本发明提供一种注入合成用磷承载器的装填及密封装置，涉及半导体的制备技术领域。该注入合成用磷承载器的装填及密封装置，包括支撑筒，所述支撑筒的下端设置有转动电机，所述支撑筒和转动电机之间设置有离合器，所述支撑筒一侧壁设置有真空阀门，所述支撑筒上端设置有上盖，所述上盖的上端设置有上保护罩，所述上盖的两侧边缘均开设有密封槽，所述密封槽内部设置有密封圈，所述上保护罩下端与支撑筒上端均开设有密封槽。本发明中，该装置在惰性气体保护下进行装填，在真空环境下进行高温密封，可以实时监测密封过程的密封程度，能够有效的避免出现磷的燃烧现象，更安全可靠，该工艺过程安全可靠，自动化程度高，环保安全。

技术研发人员：康永,孙聂枫,王书杰,邵会民,姜剑,谷伟侠
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十三研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15