一种晶体生长控制系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及晶体生长技术领域，具体涉及一种晶体生长控制系统及其工作方法；本发明专利技术提供了一种晶体生长控制系统，包括：发热筒

【技术实现步骤摘要】
一种晶体生长控制系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及晶体生长
，具体涉及一种晶体生长控制系统及其工作方法
。

技术介绍

[0002]液相法生长碳化硅（
SiC
）晶体时，将硅和金属助溶剂装入石墨坩埚中加热熔化，硅溶液溶解石墨中的碳形成含碳的硅溶液，再使用石墨硬轴将
SiC
籽晶浸入溶液中，使得籽晶附近过冷获得碳过饱和状态，碳析出在籽晶上外延生长
SiC
单晶
。SiC
单晶生长需要稳定的温度环境及重复性较高的热场环境，但在上述过程中，石墨硬轴导热性能极佳，中心大量散热不利于单晶层生长的稳定性，均匀性；且在高温状态下硅蒸汽和助溶剂不可避免的存在挥发的情况，石墨硬轴上会形成挥发物的沉积，造成石墨硬轴被侵蚀有断裂的风险，无法多次使用
。
因此，研发一种晶体生长控制系统及其工作方法是很有必要的
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种晶体生长控制系统及其工作方法
。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种晶体生长控制系统，包括：发热筒
、
石墨锅
、
炉主体
、
上炉盖和软硬轴结构，所述石墨锅通过石墨杆固定在所述炉主体内；所述发热筒固定在所述石墨锅外部，所述发热筒适于加热石墨锅内的生长溶液；所述上炉盖盖合在所述炉主体上端；所述软硬轴结构可升降的设置在所述上炉盖上，且所述软硬轴结构的下端靠近所述生长溶液/>。
[0005]作为优选，所述软硬轴结构包括：石墨硬轴
、
上软轴
、
重锤
、
下软轴和石墨头，所述石墨头设置在所述石墨锅上方，所述下软轴的两端分别固定在所述石墨头和所述重锤上；所述重锤贯穿所述发热筒，且所述重锤上端凸出所述发热筒；所述石墨硬轴可升降的设置在所述上炉盖上，所述上软轴固定在所述石墨硬轴和所述重锤之间；周向转动所述石墨硬轴时，适于带动所述石墨头同步周向转动
。
[0006]作为优选，所述上软轴为钨丝软轴，所述上软轴的长度为
10cm。
[0007]作为优选，所述下软轴为钨丝软轴，所述下软轴的长度为
4cm。
[0008]作为优选，所述发热筒内固定有一导流筒，所述导流筒呈锥形，所述导流筒适于引导气体的流动方向
。
[0009]作为优选，所述上炉盖内固定有一定位板，所述上软轴适于贯穿所述定位板；所述定位板下端固定有一缓冲引导件，所述缓冲引导件套设在所述石墨硬轴外壁，且所述缓冲引导件与所述石墨硬轴联动；其中，所述缓冲引导件适于减缓重锤竖直上下移动过程中产生的晃动；所述缓冲引导件适于限位生长溶液产生的硅蒸汽向上流动
。
[0010]作为优选，所述缓冲引导件包括：压缩弹簧
、
风琴管和联动块，所述压缩弹簧上端固定在所述定位板上，所述风琴管套设在所述压缩弹簧外壁，且所述风琴管内侧适于与重锤外壁抵接；所述联动块一端垂直固定在所述重锤外壁，且所述联动块另一端与所述压缩弹簧抵接
。
[0011]作为优选，所述石墨头的直径大于所述重锤的外径
。
[0012]作为优选，所述发热筒上端开设有一卡槽，所述卡槽内固定有一上护板，所述上护板适于盖合所述发热筒
。
[0013]作为优选，所述上护板上开设有一通孔，所述通孔的内径大于所述重锤的外径，所述重锤贯穿所述通孔
。
[0014]作为优选，所述上炉盖上固定有一
CCD
图像传感器；所述上护板上还开设有一观测孔，所述观测孔与所述
CCD
图像传感器相对应，所述
CCD
图像传感器适于实施监测生长溶液
。
[0015]另一方面，本专利技术还提供了一种晶体生长控制系统的工作方法，具体步骤如下：发热筒适于加热石墨锅内的生长溶液；石墨硬轴竖直向下移动，以使石墨头靠近生长溶液，压缩弹簧
、
风琴管和联动块的配合，适于减缓重锤在下降过程中的摆动；而下软轴的设置，进一步减小了石墨头的摆动幅度；气体沿重锤外壁向石墨锅的方向流动，所述重锤适于将气体分散至四周，同时，导流筒能够引导气体吹到石墨头的背部；能够加快晶体的生长速度；重锤和导流筒的配合，还能够避免气体直径吹到生长溶液上引起波动；风琴管适于限位阻挡生长溶液内硅蒸汽和助溶剂的挥发物与石墨硬轴接触，提高了石墨硬轴的使用寿命
。
[0016]本专利技术的有益效果是，本专利技术的一种晶体生长控制系统，通过软硬结构的设置，避免了石墨硬轴被硅蒸汽和助溶剂腐蚀，避免了不均匀散热，提高了设备的使用寿命；缓冲引导件起到了减缓重锤的晃动，缓冲引导件结构简单，安全系数高，同时，重锤能够圆周分散气体，导流筒再将气体均匀打到石墨头区域，能够均匀散热，有利于晶体的生长
。
[0017]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解
。
[0018]为使本专利技术的上述目的
、
特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下
。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0020]图1是本专利技术的一种晶体生长控制系统的优选实施例的立体图；图2是本专利技术的图1中的
A
的局部放大图；
图3是本专利技术的缓冲引导件的立体图；图4是本专利技术的风琴管内部立体图
。
[0021]图中：
1、
发热筒；
10、
导流筒；
11、
上护板；
12、
观测孔；
2、
石墨锅；
21、
石墨杆；
3、
炉主体；
4、
上炉盖；
40、
定位板；
41、
压缩弹簧；
42、
风琴管；
43、
联动块；
45、CCD
图像传感器；
5、
软硬轴结构；
51、
石墨硬轴；
52、
上软轴；
53、
重锤；
54、
下软轴；
55、
石墨头
。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种晶体生长控制系统，其特征在于，包括：发热筒（1）
、
石墨锅（2）
、
炉主体（3）
、
上炉盖（4）和软硬轴结构（5），所述石墨锅（2）通过石墨杆（
21
）固定在所述炉主体（3）内；所述发热筒（1）固定在所述石墨锅（2）外部，所述发热筒（1）适于加热石墨锅（2）内的生长溶液；所述上炉盖（4）盖合在所述炉主体（3）上端；所述软硬轴结构（5）可升降的设置在所述上炉盖（4）上，且所述软硬轴结构（5）的下端靠近所述生长溶液
。2.
如权利要求1所述的一种晶体生长控制系统，其特征在于：所述软硬轴结构（5）包括：石墨硬轴（
51
）
、
上软轴（
52
）
、
重锤（
53
）
、
下软轴（
54
）和石墨头（
55
），所述石墨头（
55
）设置在所述石墨锅（2）上方，所述下软轴（
54
）的两端分别固定在所述石墨头（
55
）和所述重锤（
53
）上；所述重锤（
53
）贯穿所述发热筒（1），且所述重锤（
53
）上端凸出所述发热筒（1）；所述石墨硬轴（
51
）可升降的设置在所述上炉盖（4）上，所述上软轴（
52
）固定在所述石墨硬轴（
51
）和所述重锤（
53
）之间；周向转动所述石墨硬轴（
51
）时，适于带动所述石墨头（
55
）同步周向转动
。3.
如权利要求2所述的一种晶体生长控制系统，其特征在于：所述上软轴（
52
）为钨丝软轴，所述上软轴（
52
）的长度为
10cm。4.
如权利要求3所述的一种晶体生长控制系统，其特征在于：所述下软轴（
54
）为钨丝软轴，所述下软轴（
54
）的长度为
4cm。5.
如权利要求4所述的一种晶体生长控制系统，其特征在于：所述发热筒（1）内固定有一导流筒（
10
），所述导流筒（
10
）呈锥形，所述导流筒（
10
）适于引导气体的流动方向
。6.
如权利要求5所述的一种晶体生长控制系统，其特征在于：所述上炉盖（4）内固定有一定位板（
40
），所述上软轴（
52
）适于贯穿所述定位板（
40
）；所述定位板（
40
）下端固定有一缓冲引导件，所述缓冲引导件套设在所述石墨硬轴（
51
）外壁，且所述缓冲引导件与所述石墨硬轴（
51
）联动；其中，所述缓冲引导件适于减缓重锤（
53
）竖直上下移动过程中产生的晃动；所述缓冲引导件适于限位生长溶液产生的硅蒸汽向上流动
。7.
如权利要求6所述的一种晶体生长控制系统，其特征在于：所述缓冲引导件包括：压缩弹簧（
41
）
、
风琴管（
42
）和联动...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴信杠，王晗，陆敏，胡健涛，张小勇，
申请(专利权)人：常州臻晶半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：