本實用新型屬于碳化硅單晶領(lǐng)域，涉及一種碳化硅單晶生長裝置，特別涉及一種碳化硅單晶生長室的對中裝置。

背景技術(shù)：

碳化硅單晶具有禁帶寬度大，抗輻射能力強(qiáng)，擊穿電場高，介電常數(shù)小，熱導(dǎo)率大，電子飽和漂移速度高，化學(xué)穩(wěn)定性高等獨特的特性，被認(rèn)為是制造光電子器件、高頻大功率器件、電力電子器件理想的半導(dǎo)體材料。在白光照明、光存儲、屏幕顯示、航天航空、高溫輻射環(huán)境、石油勘探、自動化、雷達(dá)與通信、汽車電子化等方面有廣泛應(yīng)用，尤其在國防軍事上有著重要的戰(zhàn)略地位。

在典型碳化硅生產(chǎn)技術(shù)中，整個生長系統(tǒng)包括生長室、感應(yīng)加熱系統(tǒng)及水冷系統(tǒng)，坩堝及保溫材料。通過調(diào)節(jié)坩堝和加熱線圈的相對位置和保溫材料的厚度，使坩堝上部籽晶處的溫度低于坩堝底部SiC粉料處的溫度，以此達(dá)到晶體生長的目的。通過感應(yīng)線圈的功率調(diào)整來控制反應(yīng)室溫度的高低，從而控制碳化硅單晶的生長。過高的生長溫度會使晶體的生長速度過快，產(chǎn)生較多的缺陷，如微管、空洞等，極高溫度甚至?xí)棺丫A，無法生長單晶；過低的生長溫度會降低晶體生長的速度，降低產(chǎn)率。由于頂部的紅外測溫儀是判斷坩堝上表面溫度的唯一依據(jù)，因此其測量結(jié)果的準(zhǔn)確性對于整體的生長控制至關(guān)重要。由于安裝坩堝和保溫層的需要，二者之間不可避免地存在一定尺寸的縫隙，只有坩堝的軸線與圓柱形爐體的軸線重合，反應(yīng)爐頂部的測溫儀才能準(zhǔn)確測量到坩堝表面中心的溫度；如果坩堝中心位置未對中，測溫位置發(fā)生偏移，不能準(zhǔn)確反映坩堝表面中心溫度。如果坩堝中心位置偏移較多，同功率情況下，溫度偏差高達(dá)200℃以上。因此，對中坩堝中心位置對于碳化硅單晶生長溫度的控制顯得尤為關(guān)鍵，而現(xiàn)有技術(shù)中并沒有上述特定的對中裝置。因此，如何設(shè)計一種用于簡便、精確對中坩堝中心位置的裝置成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計并開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)簡便、并能快速準(zhǔn)確地對中坩堝中心位置的裝置，保證頂部測溫儀采集的數(shù)據(jù)精確可信，達(dá)到精準(zhǔn)控制碳化硅生長溫度的目的。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種碳化硅單晶生長室的對中裝置，用于準(zhǔn)確對中坩堝中心位置，其特征在于：包括：定位環(huán)體、定位支架、定位管和光源，其中，所述定位環(huán)體為中空的錐形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且上部環(huán)體的直徑大于下部環(huán)體直徑，所述定位環(huán)體的上部環(huán)體側(cè)壁與爐體法蘭接觸，用于將所述對中裝置設(shè)置于爐體法蘭上；所述定位支架包括至少兩個支桿，且位于所述定位環(huán)體的內(nèi)腔中，所述支桿的一端與定位環(huán)體的內(nèi)壁固定連接，另一端與所述定位管的外壁固定連接，所述定位管位于坩堝的正上方，所述光源設(shè)置于所述定位管的內(nèi)部，且所述光源的外徑小于定位管的內(nèi)徑。

進(jìn)一步的，所述定位支架的支桿為四個，形成十字形結(jié)構(gòu)，且各個支桿的長度相同，直徑相同，位于同一平面，相鄰的支桿互相垂直。

進(jìn)一步的，所述錐形環(huán)狀結(jié)構(gòu)的厚度為3-5mm。

進(jìn)一步的，所述定位環(huán)體的上部環(huán)體的內(nèi)徑為爐體法蘭內(nèi)徑的105%-115%，下部環(huán)體的內(nèi)徑為爐體法蘭內(nèi)徑的85%-95%。

進(jìn)一步的，所述支桿的長度為爐體法蘭內(nèi)徑的90%-95%，直徑為4-8mm。

進(jìn)一步的，所述定位管為中空管，下部帶有錐形縮徑結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述定位管內(nèi)徑為光源外徑的110%-120%，縮頸后的定位管下部內(nèi)徑為光源外徑的90%-95%，定位管厚度為3-5mm。

進(jìn)一步的，所述光源為單色光源。

進(jìn)一步的，所述單色光源為白色光源。

進(jìn)一步的，所述定位環(huán)體與定位支架之間、所述定位支架與定位管之間，通過焊接或螺紋方式固定連接。

本發(fā)明的有益效果在于：所述對中裝置結(jié)構(gòu)簡單、對中精度高，調(diào)整快速，不需要復(fù)雜的輔助裝置即可完成坩堝位置的對中過程，并且，在模具初次加工完成后可長期使用，可重復(fù)利用性強(qiáng)，而且結(jié)構(gòu)簡單，持久耐用，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本實用新型碳化硅單晶生長室的對中裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實用新型碳化硅單晶生長室的對中裝置的俯視圖。

其中，1、定位環(huán)體 2、定位支架 3、定位管 4、光源 5、支桿 6、坩堝。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。

根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種碳化硅單晶生長室的對中裝置，用于準(zhǔn)確對中坩堝6中心位置，圖1為該碳化硅單晶生長室的對中裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖2為本實用新型碳化硅單晶生長室的對中裝置的俯視圖。如圖1-2所示，包括：定位環(huán)體1、定位支架2、定位管3和光源4，其中，所述定位環(huán)體為中空的錐形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且上部環(huán)體的直徑大于下部環(huán)體直徑，所述定位環(huán)體的上部環(huán)體側(cè)壁與爐體法蘭接觸，用于將所述對中裝置設(shè)置于爐體法蘭上，由此，實現(xiàn)定位環(huán)體下部進(jìn)入爐體，定位環(huán)體上部在爐體法蘭之上，保證對中裝置穩(wěn)定的固定于爐體法蘭處，以便于坩堝的對中。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，所述定位支架包括至少兩個支桿5，且位于所述定位環(huán)體的內(nèi)腔中，所述支桿的一端與定位環(huán)體的內(nèi)壁固定連接，另一端與所述定位管的外壁固定連接，所述定位管位于坩堝的正上方，所述光源設(shè)置于所述定位管的內(nèi)部，且所述光源的外徑小于定位管的內(nèi)徑。所述定位環(huán)體與定位支架之間、所述定位支架與定位管之間的固定方式不受特別限制，只要保證穩(wěn)固的連接即可。在本實用新型的一些實施例中，通過焊接或螺紋方式固定連接。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，定位支架的數(shù)量、長度以及位置關(guān)系不受特別限制，在本實用新型的一些實施例中，所述定位支架的支桿為四個，形成十字形結(jié)構(gòu)，且各個支桿的長度相同，直徑相同，位于同一平面，相鄰的支桿互相垂直。所述支桿的長度為爐體法蘭內(nèi)徑的90%-95%，直徑為4-8mm。由此，保證了定位管穩(wěn)定、水平的設(shè)置于坩堝的上部。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，錐形定位環(huán)體的規(guī)格尺寸不受特別限制，在本實用新型的一些實施例中，所述錐形環(huán)狀結(jié)構(gòu)的厚度為3-5mm，所述定位環(huán)體的上部環(huán)體的內(nèi)徑為爐體法蘭內(nèi)徑的105%-115%，下部環(huán)體的內(nèi)徑為爐體法蘭內(nèi)徑的85%-95%。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，定位管的規(guī)格尺寸不受特別限制，在本實用新型的一些實施例中，所述定位管為中空管，下部帶有錐形縮徑結(jié)構(gòu)，由此，可便于安裝和固定光源。所述定位管內(nèi)徑為光源外徑的110%-120%，縮頸后的定位管下部內(nèi)徑為光源外徑的90%-95%，定位管厚度為3-5mm。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，光源的類型不受特別限制，在本實用新型的一些實施例中，所述光源為單色光源，進(jìn)一步的，所述單色光源為白色光源，以顯著地提供對中是的光斑。

在實際的對中過程中，該裝置具體的工作方式如下：

1）將坩堝上表面中心位置做出顯著標(biāo)記，尺寸與定位管下部內(nèi)徑相近。

2）將坩堝放置于爐體內(nèi)部，之后將對中裝置固定于爐體法蘭口。

3）用水平尺將對中裝置調(diào)整為水平狀態(tài)。

4）打開對中裝置的光源，觀察坩堝中心位置與光源投射在坩堝表面上的光斑位置的差異并進(jìn)行調(diào)整，直至坩堝中心位置與光斑重合，完成對中。

綜上所述本實用新型的對中裝置結(jié)構(gòu)簡單、對中精度高，調(diào)整快速，不需要復(fù)雜的輔助裝置即可完成坩堝位置的對中過程，保證頂部測溫儀采集的數(shù)據(jù)精確可信，達(dá)到精準(zhǔn)控制碳化硅生長溫度的目的。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、 或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個 或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型，同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。