本發(fā)明屬于碳化硅粉料，具體的說(shuō)是一種碳化硅粉料合成裝置。

背景技術(shù)：

1、碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，因具有禁帶寬度大、飽和電子遷移率高、擊穿場(chǎng)強(qiáng)大、熱導(dǎo)率高等優(yōu)異性質(zhì)，而被廣泛應(yīng)用于電力電子、射頻器件、光電子器件等領(lǐng)域。目前碳化硅粉料合成的主流技術(shù)為自蔓延法，即硅粉與碳粉充分混合后置入石墨坩堝內(nèi)，通過(guò)對(duì)生長(zhǎng)時(shí)間和生長(zhǎng)溫度的控制即可得到碳化硅粉料。

2、公開(kāi)號(hào)為cn117695973b的一項(xiàng)專利公開(kāi)了一種碳化硅粉料合成裝置，該專利通過(guò)碳源供給倉(cāng)提供第一混合氣流，通過(guò)硅源供給倉(cāng)提供第二混合氣流，第一混合氣流和第二混合氣流均流通至反應(yīng)區(qū)，使得烴類氣體與硅烷結(jié)合，反應(yīng)區(qū)能夠在反應(yīng)溫度下生成碳化硅粉體，從而形成混合有碳化硅粉體的第三混合氣流，第三混合氣流繼續(xù)流動(dòng)至導(dǎo)流孔，其中粒徑較大、較重的碳化硅顆粒會(huì)掉落至分流板上，并在重力的作用下滑落至收集倉(cāng)，從而通過(guò)該分流板能夠分選第三混合氣流中符合粒徑要求的碳化硅粉體，通過(guò)設(shè)置分流板，能夠分選出符合粒徑要求的碳化硅粉體，從而保證收集倉(cāng)內(nèi)收集的碳化硅顆粒尺寸更加均勻，滿足大粒徑要求，提高粉料合成反應(yīng)的產(chǎn)出率，降低粉料成本。

3、上述方案在實(shí)際運(yùn)用中還存在一些問(wèn)題，當(dāng)坩堝尺寸不斷加大，裝料量不斷提升后，由于粉料的導(dǎo)熱性能較差，往往會(huì)出現(xiàn)中心部分加熱不充分的情況，這會(huì)導(dǎo)致β相碳化硅沒(méi)能完成向α相碳化硅的轉(zhuǎn)變，溫度差異過(guò)大還會(huì)導(dǎo)致硅夾雜和碳夾雜的出現(xiàn)，而升高功率，或延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間能改善這一情況，但是，會(huì)導(dǎo)致邊緣的碳化硅粉料石墨化，對(duì)于產(chǎn)量而言得不償失。

4、為此，本發(fā)明提供一種碳化硅粉料合成裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決背景技術(shù)中所提出的至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明所述的一種碳化硅粉料合成裝置，包括爐罩和爐子底座，所述爐罩與爐子底座相互對(duì)接，所述爐子底座內(nèi)腔底部安裝有支撐架，所述支撐架上端安裝有保溫外殼，且保溫外殼采用短纖硬氈制成，所述保溫外殼內(nèi)腔安裝有石墨坩堝，所述石墨坩堝內(nèi)腔中部設(shè)置有加熱腔，所述爐罩內(nèi)部設(shè)置有水冷結(jié)構(gòu)；

3、且水冷結(jié)構(gòu)包括開(kāi)設(shè)在爐罩內(nèi)部的循環(huán)腔，所述循環(huán)腔呈螺紋設(shè)置，所述爐罩內(nèi)壁開(kāi)設(shè)有連通口，且連通口與循環(huán)腔一端連通，所述爐罩上端面一側(cè)開(kāi)設(shè)有排水口，且排水口與循環(huán)腔一端連通。

4、優(yōu)選的，所述保溫外殼內(nèi)部開(kāi)設(shè)有冷卻腔，所述冷卻腔內(nèi)壁固接有螺紋導(dǎo)液片，所述保溫外殼上端開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口，且進(jìn)水口與冷卻腔連通。

5、優(yōu)選的，所述保溫外殼外部開(kāi)設(shè)有回水口，所述回水口與冷卻腔連通，所述回水口外部固定連通有導(dǎo)管，且導(dǎo)管一端與連通口固接安裝。

6、優(yōu)選的，所述保溫外殼上端內(nèi)部安裝有橫桿，所述橫桿上端面對(duì)稱安裝有兩個(gè)夾塊，且兩個(gè)所述夾塊之間安裝固定有加熱器，所述加熱器插接在加熱腔內(nèi)部。

7、優(yōu)選的，所述加熱器上端設(shè)置有螺紋接頭，所述爐罩內(nèi)腔上壁安裝有上電極，所述上電極下端內(nèi)部開(kāi)設(shè)有螺紋接口，且螺紋接頭與螺紋接口螺紋連接。

8、優(yōu)選的，所述加熱器下端設(shè)置有插塊，所述爐子底座內(nèi)腔底部安裝有下電極，所述下電極上端開(kāi)設(shè)有插槽，所述插塊與插槽插接。

9、優(yōu)選的，所述爐罩內(nèi)腔上壁安裝有銅電極，且銅電極與上電極電性連接，所述銅電極下端面安裝有多個(gè)感應(yīng)加熱器。

10、優(yōu)選的，所述爐子底座內(nèi)腔底部設(shè)置有銅電極，所述銅電極與下電極電機(jī)連接。

11、優(yōu)選的，所述爐罩外部固接有多個(gè)卡塊，所述爐子底座外部固接有多個(gè)卡扣，且卡塊與卡扣卡接。

12、優(yōu)選的，所述上電極和下電極均為石墨電極，且上電極上端與銅電極螺紋銜接。

13、本發(fā)明的有益效果如下：

14、1.本發(fā)明所述的一種碳化硅粉料合成裝置，通過(guò)將硅粉與碳粉混合制作的粉料投入石墨坩堝內(nèi)，而石墨坩堝為中空的圓柱形，進(jìn)而能夠在對(duì)石墨坩堝進(jìn)行加熱時(shí)，能夠以加熱腔為軸心向四周擴(kuò)散熱量，使石墨坩堝內(nèi)腔中的由硅粉與碳粉混合制作的粉料均勻受熱，防止粉料出現(xiàn)溫度差異過(guò)大，導(dǎo)致硅夾雜和碳夾雜的出現(xiàn)，而在粉料加熱完成后，通過(guò)利用外部水泵配合排水口抽取循環(huán)腔內(nèi)的冷卻液，并使冷卻液通過(guò)連通口抽入進(jìn)循環(huán)腔內(nèi)，進(jìn)而在冷卻液流過(guò)循環(huán)腔后，能夠快速對(duì)爐罩內(nèi)腔進(jìn)行導(dǎo)冷降溫，然后再通過(guò)打開(kāi)爐罩進(jìn)行收取合成好的碳化硅粉料，同時(shí)并更換新的硅粉與碳粉混合制作的粉料，進(jìn)而提高碳化硅粉料生產(chǎn)效率，從而解決了現(xiàn)有碳化硅粉料合成裝置由于粉料的導(dǎo)熱性能較差，往往會(huì)出現(xiàn)中心部分加熱不充分的情況，這會(huì)導(dǎo)致β相碳化硅沒(méi)能完成向α相碳化硅的轉(zhuǎn)變，溫度差異過(guò)大還會(huì)導(dǎo)致硅夾雜和碳夾雜出現(xiàn)的問(wèn)題。

15、2.本發(fā)明所述的一種碳化硅粉料合成裝置，通過(guò)往進(jìn)水口內(nèi)腔中灌注冷卻液，并且冷卻液通過(guò)進(jìn)水口流入冷卻腔內(nèi)，而冷卻腔內(nèi)壁設(shè)置有螺紋導(dǎo)液片，進(jìn)而使流入進(jìn)冷卻腔內(nèi)腔的冷卻液順著螺紋導(dǎo)液片呈螺紋流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)石墨坩堝進(jìn)行降溫，而冷卻液流動(dòng)到冷卻腔尾端后，則通過(guò)回水口流入進(jìn)導(dǎo)管內(nèi)，同時(shí)通過(guò)導(dǎo)管流入進(jìn)連通口內(nèi)腔中，然后再利用外部水泵抽取循環(huán)腔內(nèi)的冷卻液，進(jìn)而在冷卻液流過(guò)循環(huán)腔后，能夠?qū)t罩內(nèi)腔進(jìn)行導(dǎo)冷降溫，從而降低合成裝置的冷卻降溫時(shí)間，解決了現(xiàn)有碳化硅粉料合成裝置在對(duì)硅粉與碳粉混合制作的粉料加熱制備碳化硅粉料完成后，由于通常是等待碳化硅粉料自然冷卻后，再打開(kāi)爐罩進(jìn)行收取碳化硅粉料，而這種收取方式不僅效率低，而且影響了碳化硅粉料的產(chǎn)能問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種碳化硅粉料合成裝置，其特征在于：包括爐罩（1）和爐子底座（2），所述爐罩（1）與爐子底座（2）相互對(duì)接，所述爐子底座（2）內(nèi)腔底部安裝有支撐架（5），所述支撐架（5）上端安裝有保溫外殼（6），且保溫外殼（6）采用短纖硬氈制成，所述保溫外殼（6）內(nèi)腔安裝有石墨坩堝（7），所述石墨坩堝（7）內(nèi)腔中部設(shè)置有加熱腔（11），所述爐罩（1）內(nèi)部設(shè)置有水冷結(jié)構(gòu)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅粉料合成裝置，其特征在于：所述保溫外殼（6）內(nèi)部開(kāi)設(shè)有冷卻腔（17），所述冷卻腔（17）內(nèi)壁固接有螺紋導(dǎo)液片（18），所述保溫外殼（6）上端開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口（15），且進(jìn)水口（15）與冷卻腔（17）連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳化硅粉料合成裝置，其特征在于：所述保溫外殼（6）外部開(kāi)設(shè)有回水口（23），所述回水口（23）與冷卻腔（17）連通，所述回水口（23）外部固定連通有導(dǎo)管（28），且導(dǎo)管（28）一端與連通口（26）固接安裝。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅粉料合成裝置，其特征在于：所述保溫外殼（6）上端內(nèi)部安裝有橫桿（14），所述橫桿（14）上端面對(duì)稱安裝有兩個(gè)夾塊（24），且兩個(gè)所述夾塊（24）之間安裝固定有加熱器（12），所述加熱器（12）插接在加熱腔（11）內(nèi)部。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種碳化硅粉料合成裝置，其特征在于：所述加熱器（12）上端設(shè)置有螺紋接頭（19），所述爐罩（1）內(nèi)腔上壁安裝有上電極（10），所述上電極（10）下端內(nèi)部開(kāi)設(shè)有螺紋接口（22），且螺紋接頭（19）與螺紋接口（22）螺紋連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種碳化硅粉料合成裝置，其特征在于：所述加熱器（12）下端設(shè)置有插塊（20），所述爐子底座（2）內(nèi)腔底部安裝有下電極（9），所述下電極（9）上端開(kāi)設(shè)有插槽（21），所述插塊（20）與插槽（21）插接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種碳化硅粉料合成裝置，其特征在于：所述爐罩（1）內(nèi)腔上壁安裝有銅電極（8），且銅電極（8）與上電極（10）電性連接，所述銅電極（8）下端面安裝有多個(gè)感應(yīng)加熱器（13）。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種碳化硅粉料合成裝置，其特征在于：所述爐子底座（2）內(nèi)腔底部設(shè)置有銅電極（8），所述銅電極（8）與下電極（9）電機(jī)連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅粉料合成裝置，其特征在于：所述爐罩（1）外部固接有多個(gè)卡塊（3），所述爐子底座（2）外部固接有多個(gè)卡扣（4），且卡塊（3）與卡扣（4）卡接。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種碳化硅粉料合成裝置，其特征在于：所述上電極（10）和下電極（9）均為石墨電極，且上電極（10）上端與銅電極（8）螺紋銜接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于碳化硅粉料技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種碳化硅粉料合成裝置，包括爐罩和爐子底座，所述爐罩與爐子底座相互對(duì)接，所述爐子底座內(nèi)腔底部安裝有支撐架，所述支撐架上端安裝有保溫外殼，且保溫外殼采用短纖硬氈制成，所述保溫外殼內(nèi)腔安裝有石墨坩堝，所述石墨坩堝內(nèi)腔中部設(shè)置有加熱腔，所述爐罩內(nèi)部設(shè)置有水冷結(jié)構(gòu)；解決當(dāng)坩堝尺寸不斷加大，裝料量不斷提升后，由于粉料的導(dǎo)熱性能較差，往往會(huì)出現(xiàn)中心部分加熱不充分的情況，這會(huì)導(dǎo)致β相碳化硅沒(méi)能完成向α相碳化硅的轉(zhuǎn)變，溫度差異過(guò)大還會(huì)導(dǎo)致硅夾雜和碳夾雜的出現(xiàn)，而升高功率，或延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間能改善這一情況，但是，會(huì)導(dǎo)致邊緣的碳化硅粉料石墨化，造成產(chǎn)量大大降低的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：胡動(dòng)力,楊東風(fēng),周子義
受保護(hù)的技術(shù)使用者：連科半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6