CN214830790U - 晶体生长炉及具有其的碳化硅晶体生长装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶体生长炉及具有其的碳化硅晶体生长装置，晶体生长炉包括：炉底组件，包括炉底板及与炉底板连接的炉底套，炉底套与炉底板之间形成有第一夹层；以及炉身组件，包括炉内筒、炉身套以及回流件，炉内筒设置于炉底板上，炉身套设置于炉底板上，并套设于炉内筒外，且炉身套与炉内筒之间形成有第二夹层，炉底板设有用于连通第二夹层与第一夹层的第一通孔，回流件设置于第二夹层内，回流件设有具有进口以及出口的回流通道，进口位于出口沿重力方向的上方，且进口与第二夹层连通，出口用于与晶体生长炉的外界连通。上述的晶体生长炉在使用期间，能够避免炉底组件以及炉身组件因长期受热而损坏或缩短使用寿命。

Description

晶体生长炉及具有其的碳化硅晶体生长装置

技术领域

本实用新型涉及晶体生长技术领域，尤其是涉及一种晶体生长炉及具有其的碳化硅晶体生长装置。

背景技术

在进行碳化硅晶体生长实验时，需要将碳化硅原料放在晶体生长炉内，并通过加热装置对碳化硅原料进行加热。而为了得到相应的晶体，加热装置所需提供的温度在2000℃以上，因此，晶体生长炉的炉身组件以及炉底组件的温度也会持续受到加热装置的影响，容易损坏或者缩短使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种晶体生长炉，能够解决传统的晶体生长炉的炉身组件以及炉底组件容易损坏或使用寿命短的问题。

本实用新型还提出一种具有上述晶体生长炉的碳化硅晶体生长装置。

根据本实用新型第一方面实施例的一种晶体生长炉，所述晶体生长炉包括：炉底组件，包括炉底板以及与所述炉底板连接的炉底套，所述炉底套与所述炉底板之间形成有第一夹层，所述第一夹层用于供冷却液注入；以及炉身组件，包括炉内筒、炉身套以及回流件，所述炉内筒设置于所述炉底板上，所述炉身套设置于所述炉底板上，并套设于所述炉内筒外，且所述炉身套与所述炉内筒之间形成有第二夹层，所述炉底板设有用于连通所述第二夹层与所述第一夹层的第一通孔，所述回流件设置于所述第二夹层内，所述回流件设有具有进口以及出口的回流通道，所述进口位于所述出口沿重力方向的上方，且所述进口与所述第二夹层连通，所述出口用于与所述晶体生长炉的外界连通。

根据本实用新型实施例的晶体生长炉，至少具有如下技术效果：

上述的晶体生长炉在使用期间，可以往炉底组件的第一夹层注入冷却液；在往第一夹层注入冷却液的过程中，第一夹层内的冷却液能够通过第一通孔流向第二夹层；随着第二夹层内的冷却液的增多，冷却液的高度渐渐升高，在冷却液的高度升至回流件的回流通道的进口处时，冷却液通过回流通道的进口进入到回流通道内，然后通过回流通道的出口流向外界。上述的晶体生长炉在使用期间，冷却液能够流入炉底组件的第一夹层内，对炉底组件进行冷却，且冷却液还能够流入炉身组件的第二夹层内，对炉身组件进行冷却，避免炉底组件以及炉身组件因长期受热而损坏或缩短使用寿命。另外，由于可以持续向第一夹层以及第二夹层注入冷却液，第一夹层以及第二夹层内的冷却液可以保持流通状态，并在吸收一定热量后通过回流件排出，制冷效果好。并且，在进入至第二夹层内的冷却液的高度只有达到回流件的进口处时才能进入到回流件内后再排出，如此，可以通过将回流件的进口设置在第二夹层的顶端，使得炉内筒以及炉身套与冷却液充分接触，保证炉内筒以及炉身套的散热效果。

根据本实用新型的一些实施例，所述炉底板远离所述炉身组件的一侧形成有液槽，所述炉底套与所述液槽的侧壁密封连接，并盖住所述液槽，以使所述炉底套与所述炉底板之间形成所述第一夹层。

根据本实用新型的一些实施例，所述的晶体生长炉还包括抽气接头，所述炉内筒具有内腔，所述炉底板设有与所述内腔连通的第一装配孔，所述炉底套设有与所述第一装配孔相对的第二装配孔，所述抽气接头穿设于所述第一装配孔以及所述第二装配孔。

根据本实用新型的一些实施例，所述抽气接头包括内筒以及外筒，所述内筒穿设于所述第一装配孔以及所述第二装配孔，所述外筒围设于所述内筒并位于所述炉底套远离所述第一夹层的一侧，且所述外筒与所述内筒之间形成有与所述第一夹层连通的进液槽，所述外筒设有与所述进液槽连通的进液口。

根据本实用新型的一些实施例，所述回流通道为形成于所述回流件上的回流槽，所述进口与所述出口相对设置，所述回流槽还具有与所述进口及所述出口相邻的侧部开口，所述回流件与所述炉内筒相抵，以使所述炉内筒封堵所述侧部开口。

根据本实用新型的一些实施例，所述出口开设于所述回流件的底部，所述回流件的底部与所述炉底板相抵，所述炉底板设有与所述出口连通的第二通孔；所述炉底组件还包括设置于所述炉底板远离所述回流件的一侧的回水盒，所述回水盒与所述第二通孔相对设置，且所述回水盒具有与所述第二通孔连通的回水腔、以及与所述回水腔连通的出液口。

根据本实用新型的一些实施例，所述炉底套设有缺口，所述回水盒的侧壁与所述缺口的侧壁连接，所述回水盒的侧壁将所述回水腔与所述第一夹层隔开，且所述回水盒的底壁封住所述缺口，所述出液口开设于所述回水盒的底壁上。

根据本实用新型的一些实施例，所述炉身组件还包括支撑单元，所述支撑单元支撑于所述炉内筒与所述炉身套之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述支撑单元包括沿横向间隔排布的多个第一支撑件、以及沿横向间隔排布的第二支撑件，每相邻两个所述第二支撑件之间的间隙均与一个所述第一支撑件相对。

根据本实用新型第二方面实施例的碳化硅晶体生长装置，包括如上所述的晶体生长炉。

根据本实用新型实施例的碳化硅晶体生长装置，至少具有如下技术效果：

上述的碳化硅晶体生长装置具有上述的晶体生长炉，上述的晶体生长炉在使用期间，可以往炉底组件的第一夹层注入冷却液；在往第一夹层注入冷却液的过程中，第一夹层内的冷却液能够通过第一通孔流向第二夹层；随着第二夹层内的冷却液的增多，冷却液的高度渐渐升高，在冷却液的高度升至回流件的回流通道的进口处时，冷却液通过回流通道的进口进入到回流通道内，然后通过回流通道的出口流向外界。上述的晶体生长炉在使用期间，冷却液能够流入炉底组件的第一夹层内，对炉底组件进行冷却，且冷却液还能够流入炉身组件的第二夹层内，对炉身组件进行冷却，避免炉底组件以及炉身组件因长期受热而损坏或缩短使用寿命。另外，由于可以持续向第一夹层以及第二夹层注入冷却液，第一夹层以及第二夹层内的冷却液可以保持流通状态，并在吸收一定热量后通过回流件排出，制冷效果好。并且，在进入至第二夹层内的冷却液的高度只有达到回流件的进口处时才能进入到回流件内后再排出，如此，可以通过将回流件的进口设置在第二夹层的顶端，使得炉内筒以及炉身套与冷却液充分接触，保证炉内筒以及炉身套的散热效果。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一实施例的晶体生长炉的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的晶体生长炉的局部结构的爆炸结构示意图一；

图3是本实用新型一实施例的晶体生长炉的局部结构的爆炸结构示意图二；

图4是本实用新型一实施例的炉底组件与抽气接头的爆炸结构示意图；

图5是本实用新型一实施例的炉底套与抽气接头的爆炸结构示意图；

图6是图5所示图形的A处局部放大结构示意图。

附图标记：

100、炉底组件；110、炉底板；111、第一通孔；112、第二通孔；113、液槽；114、第一装配孔；120、炉底套；121、第二装配孔；130、回水盒；131、回水腔；132、出液口；140、出水嘴；200、炉身组件；210、炉内筒；220、炉身套；230、回流件；231、进口；232、出口；241、第一支撑件；242、第二支撑件；300、炉盖组件；400、抽气接头；410、内筒；420、外筒；430、进液槽；440、进水嘴。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一实施例涉及的一种晶体生长炉，包括炉底组件100、炉身组件200以及炉盖组件300，炉身组件200设置于炉底组件100上，炉盖组件300盖设于炉身组件200上。

如图4所示，炉底组件100包括炉底板110以及与炉底板110连接的炉底套120，炉底套120与炉底板110之间形成有第一夹层，第一夹层用于供冷却液注入。请一并参阅图2，炉身组件200包括炉内筒210、炉身套220以及回流件230，炉内筒210设置于炉底板110上，炉身套220设置于炉底板110上，并套设于炉内筒210外，且炉身套220与炉内筒210之间形成有第二夹层，如图3、图4所示，炉底板110设有用于连通第二夹层与第一夹层的第一通孔111。如图3所示，回流件230设置于第二夹层内，回流件230设有具有进口231以及出口232的回流通道，回流通道的进口231位于回流通道的出口232沿重力方向的上方，且回流通道的进口231与第二夹层连通，出口232用于与晶体生长炉的外界连通。

如图2-图4所示，上述的晶体生长炉在使用期间，可以往炉底组件100的第一夹层注入冷却液；在往第一夹层注入冷却液的过程中，第一夹层内的冷却液能够通过第一通孔111流向第二夹层；随着第二夹层内的冷却液的增多，冷却液的高度渐渐升高，在冷却液的高度升至回流件230的回流通道的进口231处时，冷却液通过回流通道的进口231进入到回流通道内，然后通过回流通道的出口232流向外界。上述的晶体生长炉在使用期间，冷却液能够流入炉底组件100的第一夹层内，对炉底组件100进行冷却，且冷却液还能够流入炉身组件200的第二夹层内，对炉身组件200进行冷却，避免炉底组件100以及炉身组件200因长期受热而损坏或缩短使用寿命。另外，由于可以持续向第一夹层以及第二夹层注入冷却液，第一夹层以及第二夹层内的冷却液可以保持流通状态，并在吸收一定热量后通过回流件230排出，制冷效果好。并且，在进入至第二夹层内的冷却液的高度只有达到回流件230的进口231处时才能进入到回流件230内后再排出，如此，可以通过将回流件230的进口231设置在第二夹层的顶端，使得炉内筒210以及炉身套220与冷却液充分接触，保证炉内筒210以及炉身套220的散热效果。

其中，所述的冷却液可以是水或其他冷却液。

如图4所示，在其中一个实施例中，炉底板110远离炉身组件200的一侧形成有液槽113，炉底套120与液槽113的侧壁密封连接，并盖住液槽113，以使炉底套120与炉底板110之间形成第一夹层。

具体的，炉身组件200设置于炉底板110的上侧，炉底板110的下侧形成有液槽113，炉底套120与液槽113的侧壁密封配合，且炉底套120与液槽113的顶壁相间隔，如此，炉底套120与炉底板110之间形成了第一夹层。

如图2所示，炉内筒210具有内腔。请一并参阅图4，晶体生长炉还包括抽气接头400，炉底板110设有与炉内筒210的内腔连通的第一装配孔114，炉底套120设有与第一装配孔114相对的第二装配孔121，抽气接头400穿设于第一装配孔114以及第二装配孔121。抽气接头400用于与抽气泵连接，抽气泵在工作时用于将炉内筒210的内腔抽真空，为碳化硅晶体生长提供培育环境。

如图5所示，抽气接头400包括内筒410以及外筒420，请一并参阅图4，内筒410穿设于第一装配孔114以及第二装配孔121，外筒420围设于内筒410并位于炉底套120远离第一夹层的一侧，且外筒420与内筒410之间形成有进液槽430，该进液槽430与第一夹层连通，外筒420设有与进液槽430连通的进液口。如此，可以通过进液口往进液槽430注入冷却液，且进液槽430内的冷却液能够进入到第一夹层内。

如图4、图5所示，具体的，外筒420套设于内筒410外，且外筒420的底部与内筒410的外壁连接，并使外筒420与内筒410之间形成进液槽430。内筒410穿设于第一装配孔114以及第二装配孔121，且内筒410外壁与第一装配孔114的孔壁相抵，内筒410用于将炉底组件100的第一夹层与炉内筒210的内腔隔离，避免第一夹层内的冷却液进入到炉内筒210内；内筒410的外壁与第二装配孔121的孔壁之间存在间隙，内筒410的顶部与炉底套120远离第一夹层的一侧相抵，并使进液槽430与第一夹层通过内筒410的外壁与第二装配孔121的孔壁之间的间隙连通。

在另一个实施例中，内筒410的外壁与第二装配孔121的孔壁相抵，炉底套120设有用于将第一夹层与进液槽430连通的孔。

进一步的，进液口开设于外筒420的侧壁，且进液口处设置有进水嘴440，该进水嘴440用于连接进水管。

如图3所示，在其中一个实施例中，回流通道为形成于回流件230上的回流槽，进口231与出口232相对设置，回流槽还具有与进口231及出口232相邻的侧部开口，回流件230与炉内筒210相抵，以使炉内筒210封堵侧部开口。

具体的，回流件230为条状，回流件230的其中一侧设有贯穿回流件230上下两端的回流槽，其中，回流槽的顶端为进口231，回流槽的底端为出口232，且回流槽具有侧部开口。回流件230与炉内筒210连接，且炉内筒210封堵回流槽的侧部开口。如此，第二夹层内的冷却液能够通过回流槽的进口231朝回流槽的出口232流去。

如图3所示，进一步的，回流件230的底部与炉底板110相抵，炉底板110设有与回流通道的出口232连通的第二通孔112；如图4所示，炉底组件100还包括设置于炉底板110远离回流件230的一侧的回水盒130，回水盒130与第二通孔112相对设置。请一并参阅图6，回水盒具有与第二通孔112连通的回水腔131、以及与回水腔131连通的出液口132。如此，回流件230内的冷却液从回流通道的出口232离开后可以通过第二通孔112流至回水盒130内的回水腔131，然后通过回水盒130上的出液口132排至外界。

如图6所示，具体的，炉底套120设有缺口，回水盒130的侧壁与缺口的侧壁连接，且回水盒130的底壁封住炉底套120的缺口，回水盒130的侧壁将回水腔131与第一夹层隔开，出液口132开设于回水盒130的底壁上。

如图4、图6所示，具体到本实施例中，出液口132处设置有出水嘴140，该出水嘴140用于连接水管，方便排液。

如图2所示，在其中一个实施例中，炉身组件200还包括支撑单元，支撑单元支撑于炉内筒210与炉身套220之间，支撑单元用于使炉内筒210与炉身套220保持一定的距离，以使炉内筒210与炉身套220之间形成第二夹层。

具体的，支撑单元包括沿横向间隔排布的多个第一支撑件241、以及沿横向间隔排布的第二支撑件242，每相邻两个第二支撑件242之间的间隙均与一个第一支撑件241相对。如此，上述的第一支撑件241与第二支撑件242交错设置，能够使冷却液比较均匀地分布在第二夹层内。

更具体的，第一支撑件241以及第二支撑件242均为竖直设置的支撑条。

一实施例还涉及一种碳化硅晶体生长装置，包括如上所述的晶体生长炉。

上述的碳化硅晶体生长装置具有上述的晶体生长炉，上述的晶体生长炉在使用期间，可以往炉底组件100的第一夹层注入冷却液；在往第一夹层注入冷却液的过程中，第一夹层内的冷却液能够通过第一通孔111流向第二夹层；随着第二夹层内的冷却液的增多，冷却液的高度渐渐升高，在冷却液的高度升至回流件230的回流通道的进口231处时，冷却液通过回流通道的进口231进入到回流通道内，然后通过回流通道的出口232流向外界。上述的晶体生长炉在使用期间，冷却液能够流入炉底组件100的第一夹层内，对炉底组件100进行冷却，且冷却液还能够流入炉身组件200的第二夹层内，对炉身组件200进行冷却，避免炉底组件100以及炉身组件200因长期受热而损坏或缩短使用寿命。另外，由于可以持续向第一夹层以及第二夹层注入冷却液，第一夹层以及第二夹层内的冷却液可以保持流通状态，并在吸收一定热量后通过回流件230排出，制冷效果好。并且，在进入至第二夹层内的冷却液的高度只有达到回流件230的进口231处时才能进入到回流件230内后再排出，如此，可以通过将回流件230的进口231设置在第二夹层的顶端，使得炉内筒210以及炉身套220与冷却液充分接触，保证炉内筒210以及炉身套220的散热效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种晶体生长炉，其特征在于，所述晶体生长炉包括：

炉底组件，包括炉底板以及与所述炉底板连接的炉底套，所述炉底套与所述炉底板之间形成有第一夹层，所述第一夹层用于供冷却液注入；以及

炉身组件，包括炉内筒、炉身套以及回流件，所述炉内筒设置于所述炉底板上，所述炉身套设置于所述炉底板上，并套设于所述炉内筒外，且所述炉身套与所述炉内筒之间形成有第二夹层，所述炉底板设有用于连通所述第二夹层与所述第一夹层的第一通孔，所述回流件设置于所述第二夹层内，所述回流件设有具有进口以及出口的回流通道，所述进口位于所述出口沿重力方向的上方，且所述进口与所述第二夹层连通，所述出口用于与所述晶体生长炉的外界连通。

2.根据权利要求1所述的晶体生长炉，其特征在于，所述炉底板远离所述炉身组件的一侧形成有液槽，所述炉底套与所述液槽的侧壁密封连接，并盖住所述液槽，以使所述炉底套与所述炉底板之间形成所述第一夹层。

3.根据权利要求1所述的晶体生长炉，其特征在于，还包括抽气接头，所述炉内筒具有内腔，所述炉底板设有与所述内腔连通的第一装配孔，所述炉底套设有与所述第一装配孔相对的第二装配孔，所述抽气接头穿设于所述第一装配孔以及所述第二装配孔。

4.根据权利要求3所述的晶体生长炉，其特征在于，所述抽气接头包括内筒以及外筒，所述内筒穿设于所述第一装配孔以及所述第二装配孔，所述外筒围设于所述内筒并位于所述炉底套远离所述第一夹层的一侧，且所述外筒与所述内筒之间形成有与所述第一夹层连通的进液槽，所述外筒设有与所述进液槽连通的进液口。

5.根据权利要求1所述的晶体生长炉，其特征在于，所述回流通道为形成于所述回流件上的回流槽，所述进口与所述出口相对设置，所述回流槽还具有与所述进口及所述出口相邻的侧部开口，所述回流件与所述炉内筒相抵，以使所述炉内筒封堵所述侧部开口。

6.根据权利要求1所述的晶体生长炉，其特征在于，所述出口开设于所述回流件的底部，所述回流件的底部与所述炉底板相抵，所述炉底板设有与所述出口连通的第二通孔；

所述炉底组件还包括设置于所述炉底板远离所述回流件的一侧的回水盒，所述回水盒与所述第二通孔相对设置，且所述回水盒具有与所述第二通孔连通的回水腔、以及与所述回水腔连通的出液口。

7.根据权利要求6所述的晶体生长炉，其特征在于，所述炉底套设有缺口，所述回水盒的侧壁与所述缺口的侧壁连接，所述回水盒的侧壁将所述回水腔与所述第一夹层隔开，且所述回水盒的底壁封住所述缺口，所述出液口开设于所述回水盒的底壁上。

8.根据权利要求1所述的晶体生长炉，其特征在于，所述炉身组件还包括支撑单元，所述支撑单元支撑于所述炉内筒与所述炉身套之间。

9.根据权利要求8所述的晶体生长炉，其特征在于，所述支撑单元包括沿横向间隔排布的多个第一支撑件、以及沿横向间隔排布的第二支撑件，每相邻两个所述第二支撑件之间的间隙均与一个所述第一支撑件相对。

10.一种碳化硅晶体生长装置，其特征在于，包括如上权利要求1至9任一项所述的晶体生长炉。

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