本实用新型专利技术公开了砷化镓合成加热装置技术领域的一种砷化镓晶圆合成加热装置，包括固定底座，所述固定底座顶部固定连接有加热室，所述加热室内侧壁上固定连接有两个隔温板；本实用新型专利技术通过在每次对砷化镓进行加热制备过程中，先利用涡旋加热管对生长管进行圆周型快速加热，降低对材料的加热时间，提高生产的效率，并且利用驱动装置和提升装置使生长管在下降过程中，配合涡旋滑轨和第一滑杆，使生长管转动，使材料能进行混合，有利于生长管内的材料能被快速加热，并利用分隔板和开合机构，使加热室内形成阶梯型较为准确的温度腔室，有利于生长管内的材料进行稳定的结晶，避免由于温度不确定使得在结晶过程中出现较多杂质的现象。象。象。
【技术实现步骤摘要】
一种砷化镓晶圆合成加热装置
[0001]本技术涉及砷化镓合成加热装置
，具体为一种砷化镓晶圆合成加热装置。
技术介绍
[0002]垂直梯度凝固法(VGF)生长高质量砷化镓晶体是目前主流的方法，其工艺流程大致为：将合成好的砷化镓多晶料以及籽晶等装入坩埚并密封在抽真空的生长管中，将装好多晶料的生长管垂直放入立式多温区晶体生长炉中，晶体生长炉从下往上分为独立加热的几个温区。生长过程中热场由计算机精确控制，进行升温化料，温度保持、接籽晶、等径生长、降温等过程，生长界面由下端逐渐向上移动，在一定的温度梯度下，单晶从籽晶端开始缓慢向上生长。
[0003]现有技术公开了部分砷化镓合成加热装置方面的技术专利，专利申请号为CN201821051365.7的中国专利，公开了一种砷化镓单晶生产设备。本技术提供的砷化镓单晶生产设备坩埚、生长管和生长炉，所述坩埚内形成长方体状的生长腔体，将合成好的砷化镓多晶料以及籽晶等装入坩埚并密封在抽真空的生长管中，将装好多晶料的生长管垂直放入立式多温区晶体生长炉中，在生长炉内升温化料，温度保持、接籽晶、等径生长、降温等过程，单晶从籽晶端开始缓慢向上生长，形成所述砷化镓单晶。
[0004]现有的加热装置在对砷化镓进行加热时，加热炉腔为一个腔体，顶部的较高的加热效果在加热时往往会与底部的较低温度的腔室形成对流，容易导致梯度降低的加热腔体温度出现变化，无法准确保证每个腔室内的温度，容易影响砷化镓的稳定的进行结晶生长，且现有加热装置砷化镓加热融化时，砷化镓的融入温度较高，每次均需要较长的加热时间才能使材料融化，生产效率较低。
[0005]基于此，本技术设计了一种砷化镓晶圆合成加热装置，以解决上述问题。
技术实现思路
[0006]本技术的目的在于提供一种砷化镓晶圆合成加热装置，以解决上述
技术介绍
中提出了现有的加热装置在对砷化镓进行加热时，加热炉腔为一个腔体，顶部的较高的加热效果在加热时往往会与底部的较低温度的腔室形成对流，容易导致梯度降低的加热腔体温度出现变化，无法准确保证每个腔室内的温度，容易影响砷化镓的稳定的进行结晶生长，且现有加热装置砷化镓加热融化时，砷化镓的融入温度较高，每次均需要较长的加热时间才能使材料融化，生产效率较低的问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种砷化镓晶圆合成加热装置，包括固定底座，所述固定底座顶部固定连接有加热室，所述加热室内侧壁上固定连接有两个隔温板，两个所述隔温板内侧壁上共同通过第一连接块固定连接有涡旋加热管，所述涡旋加热管内侧壁上固定连接有涡旋滑轨，所述加热室顶部设有提升机构，所述提升机构底端连接有生长管，所述生长管外表面上固定连接有若干第一滑杆，若干所述第一滑杆均滑
动连接在涡旋滑轨内，所述隔温板内侧壁上连接有用于驱动生长管向下移动的驱动机构，两个所述隔温板内侧壁上共同固定连接有分隔板，所述分隔板内部连接有开合机构，所述开合机构用于在生长管将要通过分隔板时打开，所述加热室内侧壁上固定连接有两组加热丝，两组所述加热丝分别位于两个隔温板的内侧，所述加热室的前侧壁上连接有取料阀门，所述加热室顶部开设有加料阀，所述加料阀位于生长管的正上方；
[0008]所述提升机构包括提升电机，所述提升电机固定连接在加热室的顶部，所述提升电机的输出端固定连接有收卷筒，所述收卷筒转动连接在加热室的顶部，所述收卷筒外表面上收卷有提升钢丝，所述加热室顶部转动连接有导向轮，所述提升钢丝底端绕过导向轮并与生长管顶部缠绕固定；
[0009]所述驱动机构包括外转动环，所述外转动环转动连接在两个隔温板内侧壁上，所述外转动环内侧壁上通过四个第二连接块固定连接有内转动环，所述内转动环直径大于生长管，所述内转动环顶部转动连接有升降丝杆，所述升降丝杆顶端固定连接有第一电机，所述第一电机顶部固定连接有第二滑杆，所述加热室内部顶面开设有供第二滑杆滑动的圆形滑槽，所述升降丝杆外表面上螺纹连接有升降板，所述升降板底部与生长管的顶端接触，所述隔温板内侧壁上连接有用于使外转动环转动的转动机构；
[0010]工作时，由于现有的加热装置在对砷化镓进行加热时，加热炉腔为一个腔体，顶部的较高的加热效果在加热时往往会与底部的较低温度的腔室形成对流，容易导致梯度降低的加热腔体温度出现变化，无法准确保证每个腔室内的温度，容易影响砷化镓的稳定的进行结晶生长，且现有加热装置砷化镓加热融化时，砷化镓的融入温度较高，每次均需要较长的加热时间才能使材料融化，生产效率较低，本技术提供一种技术方案，用以解决上述问题，本技术在使用时，先将生产砷化镓的材料从加料阀加入生长管内，然后，关闭加料阀，启动涡旋加热管和两个加热丝，开始对生长管进行加热，涡旋加热管将生长管内部的材料进行加热融化，底部的两组加热丝将底部较低温度的区域进行加热，并且此时，开合机构处于闭合状态，分隔板将两个区域分隔开，避免两区域之间的热量交换，保证两个加热区域能形成较为精准的温度，以利于后续生长管下降时砷化镓的生长结晶，并且利用涡旋加热管对生长管的四周进行快速的提温，有利于对材料进行快速的加热，节省加热时间，提高生产效率，当加热一段时间后，生长管内部的材料完全被融化时，开始启动提升电机，提升电机带动收卷筒转动，放松提升钢丝，同时，第一电机启动，带动升降丝杆转动，使升降板向下移动，挤压生长管，使生长管向下移动，生长管向下移动时，通过第一滑杆沿涡旋滑轨内向下滑动，带动生长管进行转动，使生长管内部的材料进行缓慢的混匀，并且，转动机构同时带动我转动环和内转动环转动，使升降丝杆跟随生长管一同转动，并且速度始终一种，避免升降丝杆与第一滑杆之间形成干涉，并且当生长管向下移动时，将开合机构打开，给与生长管和第一滑杆通过分隔板的空间，生长管开始进入底部的较低温度的区域，使生长管内部的融化的材料缓慢进行结晶生长，最总慢慢形成砷化镓晶体，当生长管移动至最底部时，关闭提升机构和驱动机构，将加热室缓慢降温，放出加热室内的热量，当温度降低到一定程度后，打开取料阀门，将生长管内的砷化镓晶体取出，然后，提升装置和驱动机构反转，使生长管上升复位，完成一次砷化镓的加热制备，从而实现在每次对砷化镓进行加热制备过程中，先利用涡旋加热管对生长管进行圆周型快速加热，降低对材料的加热时间，提高生产的效率，并且利用驱动装置和提升装置使生长管在下降过程中，配合涡旋滑轨和第一滑杆，使
生长管转动，使生长管内部的材料能进行混合，提高对生长管的加热效果，有利于生长管内的材料能被快速加热，并利用分隔板和开合机构，使加热室内形成阶梯型较为准确的温度腔室，有利于生长管内的材料进行稳定的结晶，避免由于温度不确定使得在结晶过程中出现较多杂质的现象。
[0011]作为本技术的进一步方案，所述转动机构包括第一固定板，所述第一固定板顶部固定连接有第二电机，所述第二电机的输出轴外表面上固定连接有第一齿轮，所述外转动环顶部固定连接有外齿环，所述第一齿轮与外齿环相啮合；工作时，由于生长管在下降过程中，第一滑杆会沿涡旋滑轨滑动，为避免第一滑杆与升降丝本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种砷化镓晶圆合成加热装置，包括固定底座(1)，其特征在于：所述固定底座(1)顶部固定连接有加热室(2)，所述加热室(2)内侧壁上固定连接有两个隔温板(3)，两个所述隔温板(3)内侧壁上共同通过第一连接块(4)固定连接有涡旋加热管(5)，所述涡旋加热管(5)内侧壁上固定连接有涡旋滑轨(6)，所述加热室(2)顶部设有提升机构，所述提升机构底端连接有生长管(7)，所述生长管(7)外表面上固定连接有若干第一滑杆(8)，若干所述第一滑杆(8)均滑动连接在涡旋滑轨(6)内，所述隔温板(3)内侧壁上连接有用于驱动生长管(7)向下移动的驱动机构，两个所述隔温板(3)内侧壁上共同固定连接有分隔板(9)，所述分隔板(9)内部连接有开合机构，所述开合机构用于在生长管(7)将要通过分隔板(9)时打开，所述加热室(2)内侧壁上固定连接有两组加热丝(10)，两组所述加热丝(10)分别位于两个隔温板(3)的内侧，所述加热室(2)的前侧壁上连接有取料阀门(11)，所述加热室(2)顶部开设有加料阀(12)，所述加料阀(12)位于生长管(7)的正上方。2.根据权利要求1所述的一种砷化镓晶圆合成加热装置，其特征在于：所述提升机构包括提升电机(13)，所述提升电机(13)固定连接在加热室(2)的顶部，所述提升电机(13)的输出端固定连接有收卷筒(14)，所述收卷筒(14)转动连接在加热室(2)的顶部，所述收卷筒(14)外表面上收卷有提升钢丝(15)，所述加热室(2)顶部转动连接有导向轮(16)，所述提升钢丝(15)底端绕过导向轮(16)并与生长管(7)顶部缠绕固定。3.根据权利要求2所述的一种砷化镓晶圆合成加热装置，其特征在于：所述驱动机构包括外转动环(17)，所述外转动环(17)转动连接在两个隔温板(3)内侧壁上，所述外转动环(17)内侧壁上通过四个第二连接块(18)固定连接有内转动环(19)，所述内转动环(19)直径大于生长管(7)，所述内转动环(19)顶部转动连接有升降丝杆(20)，所述升降丝杆(20)顶端固定连接有第一电机(21)，所述第一电机(21)顶部固定连接有第二滑杆(22)，所述加热室(2)内部顶面开设有供第二滑杆(22)滑动的圆形滑槽(23)，所述升降丝杆(20)外表面上螺纹连接有升降板(24)，所述升降板(24)底部与生长管(7)的顶端接触，所述隔温板(3)内侧壁上连接有用于使外转动环(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁永，
申请(专利权)人：苏州诺富微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：
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