一种生产高纯度粉体材料的纯化坩埚的制作方法

本实用新型属于粉体材料加工技术领域，具体涉及一种生产高纯度粉体材料的纯化坩埚。

背景技术：

第三代半导体，又称宽禁带半导体，是以碳化硅（sic）、氮化镓（gan）为代表的半导体材料，具备高压、高温、高频大功率等特性。目前已广泛应用在无线基础设施（基站）、卫星通信、轨道交通、新能源汽车、消费电子等领域。目前高纯度粉体是在高温低真空炉中提纯，粉体提纯过程中需要保证热量能够传导进去，气化杂质能够排出来，这样纯化的粉体纯度才能达到三代半导体所需的纯度等级。目前在高纯度粉体纯化过程中，普遍采用的是使用普通石墨坩埚对粉体进行高温纯化，但是在普通石墨坩埚纯化高纯度粉体存在坩埚中心部位的温度低，外部高温不容易传导进去，纯化的工艺气体也很难进入粉体芯部，并且里面的气化杂质排除也很困难，导致纯化粉体一致性较差，纯度不高，生产周期长。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种生产高纯度粉体材料的纯化坩埚，解决石墨坩埚中心温度与边缘温度不均匀和气化杂质排除困难的问题。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种生产高纯度粉体材料的纯化坩埚，包括坩埚底座、坩埚侧壁、中空套管和坩埚顶盖，所述坩埚底座和坩埚侧壁之间、坩埚侧壁与坩埚顶盖之间为可拆卸连接；在坩埚底座和坩埚顶盖的中心分别设置有连接件；所述中空套管上下分别通过连接件可拆卸的与坩埚顶盖和坩埚底座相连接；所述坩埚底座的侧壁、坩埚顶盖的侧壁、连接件、坩埚侧壁的上下两端以及中空套管的上下两端分别设置有通气孔；且坩埚底座侧壁上的通气孔与坩埚侧壁下端的通气孔相连通，坩埚侧壁上端的通气孔与坩埚顶盖侧壁的通气孔相连通，中空套管上的通气孔与连接件的通气孔相连通。

进一步的，所述坩埚底座和坩埚侧壁之间、坩埚侧壁与坩埚顶盖之间通过通气孔螺纹连接。

进一步的，所述中空套管上下两端分别与坩埚顶盖的连接件和坩埚底座的连接件通过通气孔螺纹相连接。

所述的通气孔螺纹是一种特殊工艺螺纹，由间隙配合螺纹和通气孔气道组成。

进一步的，所述中空套管管壁上设置有通气孔。

进一步的，所述中空套管包括多节中空短套管，所述中空短套管上下两端分别设置有通气孔螺纹，中空短套管通过通气孔螺纹上下连接组成中空套管。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为。

本实用新型可以使热量通过坩埚很好的传导到粉体中，纯化工艺气体可以很好进入坩埚内粉体中，气化杂质也可以很好的析出，通过该坩埚特有的螺纹通气孔装置排除，缩短杂质的排出路径，提高粉体内外的温度一致性，该坩埚大大的提高了粉体的纯化效率和纯化效果，使纯化后的粉体可以满足三代半导体所需要的的纯度要求。

附图说明

图1为本实用新型所述纯化坩埚的截面图。

图2为本实用新型所述坩埚底座的俯视图。

图3为本实用新型所述坩埚底座的c-c向视图。

其中，1为坩埚底座，2为坩埚侧壁，3为坩埚顶盖，4为连接件，5为通气孔螺纹，6为中空短套管。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1所示，是一种生产高纯度粉体材料的纯化坩埚，包括坩埚底座1、坩埚侧壁2、中空套管和坩埚顶盖3，坩埚底座1和坩埚侧壁2之间、坩埚侧壁2与坩埚顶盖3之间通过通气孔螺纹5可拆卸连接；在坩埚底座1和坩埚顶盖3的中心分别固定设置有圆柱状的与中空套管相匹配的连接件4；中空套管上下分别通过连接件4可拆卸的与坩埚顶盖3和坩埚底座1相连接；如图2和3所示，坩埚底座1的侧壁、坩埚顶盖3的侧壁、连接件4、坩埚侧壁2的上下两端以及中空套管的上下两端分别设置有通气孔螺纹5；在连接的过程中，坩埚底座1侧壁上的通气孔螺纹5与坩埚侧壁2下端的通气孔螺纹5相连通，坩埚侧壁2上端的通气孔螺纹5与坩埚顶盖3侧壁的通气孔螺纹5相连通，中空套管上的通气孔螺纹5与连接件4的通气孔螺纹5相连通。其中，中空套管包括三节中空短套管6，中空短套管6上下两端分别设置有通气孔螺纹5，中空短套管6通过通气孔螺纹5上下连接组成中空套管。通气孔螺纹5是一种特殊工艺螺纹，由间隙配合螺纹和通气孔气道组成。

高温纯化前，将坩埚底座1与坩埚侧壁2通过通气孔螺纹5连接；将一节中空短套管6与坩埚底座1中心的连接件4通过通气孔螺纹5连接；之后再将其余两个中空短套管6依次连接在底部的中空短套管6上形成中空套管，在坩埚侧壁2与中空套管之间的圆环区域放置需要高温纯化的粉体；将带通气孔螺纹的坩埚顶盖3与坩埚侧壁2通过通气孔螺纹5连接。这种设计可以使热量通过坩埚很好的传导到粉体中，纯化工艺气体可以很好进入坩埚内粉体中，气化杂质也可以很好的析出，通过该坩埚特有的螺纹通气孔装置排除，缩短杂质的排出路径，提高粉体内外的温度一致性，该坩埚大大的提高了粉体的纯化效率和纯化效果，使纯化后的粉体满足三代半导体所需要的的纯度要求。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

技术特征：

1.一种生产高纯度粉体材料的纯化坩埚，其特征在于，包括坩埚底座（1）、坩埚侧壁（2）、中空套管和坩埚顶盖（3），所述坩埚底座（1）和坩埚侧壁（2）之间、坩埚侧壁（2）与坩埚顶盖（3）之间为可拆卸连接；在坩埚底座（1）和坩埚顶盖（3）的中心分别设置有连接件（4）；所述中空套管上下分别通过连接件（4）可拆卸的与坩埚顶盖（3）和坩埚底座（1）相连接；所述坩埚底座（1）的侧壁、坩埚顶盖（3）的侧壁、连接件（4）、坩埚侧壁（2）的上下两端以及中空套管的上下两端分别设置有通气孔；且坩埚底座（1）侧壁上的通气孔与坩埚侧壁（2）下端的通气孔相连通，坩埚侧壁（2）上端的通气孔与坩埚顶盖（3）侧壁的通气孔相连通，中空套管上的通气孔与连接件（4）的通气孔相连通。

2.根据权利要求1所述的一种生产高纯度粉体材料的纯化坩埚，其特征在于，所述坩埚底座（1）和坩埚侧壁（2）之间、坩埚侧壁（2）与坩埚顶盖（3）之间通过通气孔螺纹（5）连接。

3.根据权利要求1所述的一种生产高纯度粉体材料的纯化坩埚，其特征在于，所述中空套管上下两端分别与坩埚顶盖（3）的连接件和坩埚底座（1）的连接件（4）通过通气孔螺纹（5）相连接。

4.根据权利要求1所述的一种生产高纯度粉体材料的纯化坩埚，其特征在于，所述中空套管管壁上设置有通气孔。

5.根据权利要求1所述的一种生产高纯度粉体材料的纯化坩埚，其特征在于，所述中空套管包括多节中空短套管（6），所述中空短套管（6）上下两端分别设置有通气孔螺纹，中空短套管通过通气孔螺纹上下连接组成中空套管。

技术总结
本实用新型一种生产高纯度粉体材料的纯化坩埚，属于粉体材料加工技术领域；解决石墨坩埚中心与边缘温度不均匀和气化杂质排除困难的问题；包括坩埚底座、坩埚侧壁、中空套管和坩埚顶盖，中空套管上下分别通过连接件可拆卸的与坩埚顶盖和坩埚底座相连接；所述坩埚底座的侧壁、坩埚顶盖的侧壁、连接件、坩埚侧壁的上下两端以及中空套管的上下两端分别设置有通气孔；各部件相连接处的通气孔为连通状态；本实用新型缩短杂质的排出路径，提高粉体内外的温度一致性，提高了粉体的纯化效率和纯化效果，使纯化后的粉体满足纯度要求。

技术研发人员：冯光志;王慧明;田冬龙;张军彦;侯宏瑾
受保护的技术使用者：山西中电科新能源技术有限公司
技术研发日：2020.03.24
技术公布日：2020.12.11