专利名称：铂铑热电偶的制作方法
技术领域：
本实用新型属于应用温度元件一热电偶，特别涉及铂铑热电偶。
背景技术：
扩散/氧化工艺是半导体工艺中最常涉及的工艺之一，是半导体器件与电路 钝化、掩蔽及结构制作的基础。扩散/氧化工艺常采用高温炉，炉内为氧气气氛， 为提高整个工艺的均匀性，在炉体内得到一个等温的恒温区是一个基本的要求， 因此需要内置热电偶对炉体内的温度进行多点、实时监控。
半导体器件的扩散/氧化工艺所需温度较高，短期温度可达128(TC，有时需 达到135(TC，在125(TC 135(TC的温度区间内测温，工业上常选用S型热电偶。 S型热电偶采用铂铑10-铂金属丝，配用高铝或者刚玉套管，由于上述套管在温 度骤变的情况下，极易碎裂，因此在套管外再加设一碳化硅套筒，从而延长热 电偶的使用寿命；同时为了减小铂铑-铂金属丝交连焊点所探测的温度与炉体内 实际温度的差值，在套管的管壁上开设了孔，将铂铑io-钼金属丝的交连焊点固 定在上述孔之外，参看图1。
在使用上述热电偶的过程中，发现该热电偶存在测量数据不稳定的缺陷， 主要原因铂铑10-铂金属丝的交连焊点与碳化硅套筒壁之间的距离太近，导致 铂铑10-铂金属丝中的Pt与碳化硅套筒中的Si发生了化学反应，生成了脆性的 铂硅化合物。若采用石英套筒，可以避免上述缺陷，但在123(TC以上时，石英 套筒发生软化，不适于在125(TC 135(TC的温度范围内长期稳定工作。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种稳定性、可靠性较高，能够避 免铂铑-铂金属丝中的Pt与碳化硅套筒中的Si发生化学反应的铀铑热电偶，本实用新型主要是对现有铂铑热电偶的套管结构进行改进。
为解决上述问题，本实用新型的结构中包括铂铑-铂金属丝、支撑和固定铂 铑-铂金属丝的套管、套管外设置的碳化硅套筒，铂铑-铂金属丝穿套管连接在 套管一端设置的接线端子上，铂铑-铂金属丝的交连焊点固定在套管壁上开设的 孔之外，关键的改进是，在套管开设孔的管壁位置设置凹陷的区域。
在使用碳化硅套筒的铂铑热电偶中，避免铂铑-钼金属丝中的Pt与碳化硅 套筒中的Si发生化学反应的途径主要是增大铂铑-铂金属丝的交连焊点与碳 化硅套筒壁之间的距离。其实现的手段主要有两个 一是铂铑-鉑金属丝的交连 焊点位置不变，增大碳化硅套筒的直径，但是碳化硅套筒的增大可能会影响高 温炉内的气流，进而影响氧化/扩散的效果；二是碳化硅套筒的直径不变，改变 与铂铑-铂金属丝的交连悍点的位置。显然，在本实用新型关键的改进的技术方 案中，将铂铑-钼金属丝的交连焊点固定在套管上凹陷的区域内开设的孔之外， 增大了上述距离。
采用本实用新型产生的有益效果是避免了铂铑-铂金属丝中的Pt与碳化 硅套筒中的Si发生化学反应，铂铑热电偶测量结果的稳定性、可靠性提高，且 其使用寿命提高了一倍；在进一步的改进方案中，设置了多组铂铑-钼金属丝， 对炉内温度监测的准确性提高。
图1是现有的铂铑热电偶结构示意图2是图1的A-A向剖面放大图3是改进的铂铑热电偶结构示意图中，1、碳化硅套筒；2、孑L; 3、套管；4、交连焊点；5、铂铑-钼金属 丝；6、接线端子；7、绝缘层；8、凹陷的区域。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。
参看图2和图3，可以看出本实用新型的结构中包括铂铑-钼金属丝5、支撑和固定铂铑-铂金属丝5的套管3、套管3外设置的碳化硅套筒1，铂铑-铂 金属丝5穿套管3连接在套管3 —端设置的接线端子6上，铂铑-铂金属丝5的 交连焊点4固定在套管3壁上开设的孔2之外，关键的改进是，在套管3开设 孔2的管壁位置设置凹陷的区域8。
以上所述铂铑-铂金属丝5外包覆一绝缘层7。目的是避免铂铑金属丝与铂 金属丝接触。
以上所述凹陷的区域8为球面或圆锥面。
进一歩的改进方案是，所述的铂铑-钼金属丝5有2 10组，设在同一个套 管3内，所配套设置的2 10个凹陷的区域8均匀分布或按照设计工艺要求分 布在套管3壁上。目的是能够多点、全面、准确监测炉温温度。
综上所示，将铂铑-铂金属丝5通过套管3壁上开设的孔2穿套管3连接在 套管3 —端设置的接线端子6上，铂铑-铂金属丝的交连焊点4不能通过套管3 壁上的开设的孔2而被固定在套管3壁上的孔之外。当孔2开设在套管3的凹 陷的区域8时，交连焊点4与碳化硅套筒1的距离明显增大，减小了铂铑-铂金 属丝5的交连焊点4中的Pt与碳化硅套筒1中的Si发生化学反应的几率，从 而提高了铂铑热电偶测温的稳定性和可靠性。
权利要求1、一种铂铑热电偶，包括铂铑-铂金属丝(5)、支撑和固定铂铑-铂金属丝(5)的套管(3)、套管(3)外设置的碳化硅套筒(1)，铂铑-铂金属丝(5)穿套管(3)连接在套管(3)一端设置的接线端子(6)上，铂铑-铂金属丝(5)的交连焊点(4)固定在套管(3)壁上开设的孔(2)之外，其特征在于，在套管(3)开设孔(2)的管壁位置设置凹陷的区域(8)。
2、 根据权利要求1所述的铂铑热电偶，其特征在于所述的钼铑-铂金属 丝(5)外包覆一绝缘层(7)。
3、 根据权利要求1所述的铂铑热电偶，其特征在于所述的凹陷的区域(8) 为球面或圆锥面。
4、 根据权利要求1所述的铂铑热电偶，其特征在于所述的钼铑-钼金属 丝(5)有2 10组，设在同一个套管(3)内，所配套设置的2 10个凹陷的 区域(8)均匀分布或按照设计工艺要求分布在套管(3)壁上。
专利摘要本实用新型公开了一种铂铑热电偶，应用于温度测量方向。结构中包括铂铑-铂金属丝、支撑和固定铂铑-铂金属丝的套管、套管外设置的碳化硅套筒，铂铑-铂金属丝穿套管连接在套管一端的接线端子上，铂铑-铂金属丝的交连焊点固定在套管壁上开设的孔之外，关键在于，在套管开设孔的管壁位置设置凹陷的区域。采用本实用新型避免了铂铑-铂金属丝中的Pt与碳化硅套筒中的Si发生化学反应，铂铑热电偶测量结果的稳定性、可靠性提高，且其使用寿命提高了一倍。
文档编号G01K7/06GK201413206SQ200920103089
公开日2010年2月24日 申请日期2009年6月3日 优先权日2009年6月3日
发明者潘宏菽, 昊 陈, 霍玉柱, 齐国虎 申请人:中国电子科技集团公司第十三研究所