1.本发明涉及一种碳化硅单晶炉的机械系统，具体涉及一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统。
背景技术：
2.碳化硅(sic)是继第一代半导体材料硅和第二带半导体材料砷化镓(gaas)后发展起来的第三代半导体材料。由于碳化硅(sic)具有高热导率、高载流子饱和浓度、化学性能稳定、高硬度、抗磨损等优异特点，被广泛应用于航空、航天探测、核能开发、5g基建等领域，具有不可替代性的优势，并且随着碳化硅(sic)材料和器件工艺的不断完善，部分si领域被碳化硅(sic)来替代也是是指日可待的。
3.目前碳化硅生长方法大多采用感应加热方式，而感应加热方式常因装备故障率高、晶体生长稳定性差，功率波动大等因素，导致晶体生长缺陷率增加，除此之外，现有的碳化硅单晶生长的机械系统存在自动化程度较低，整体结构设计不合理，导致晶体生长过程中控制精度低，热场温度波动大，对大尺寸碳化硅的生长带来了极大的约束和限制，因此设计一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统显得十分必要。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，该机械系统解决了目前大尺寸碳化硅单晶生长难度较大，且成品率较低的问题，保证了碳化硅单晶生长过程中的均匀性及稳定性。
5.本发明的目的是这样实现的，该结构整体由底座、机械旋转腔室、支柱、电机、炉体、循环水系统、大炉盖、小炉盖、电极、大炉盖驱动架、小炉盖驱动架、驱动电机、测温装置、真空检测装置、进气孔及出气孔组成。
6.本发明还有这样一些特征：
7.1、所述的一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，其特征在于所述的底座、炉体、支柱、大炉盖及小炉盖均为不锈钢材质。
8.2、所述的一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，其特征在于所述的电机安置于底座内部，并与支柱连接，可控制支柱进行360
°
旋转。
9.3、所述的一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，其特征在于所述的炉体夹层处设有循环水系统，可有效控制炉内的温度梯度。
10.4、所述的一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，其特征在于所述的电极呈圆环形，为石墨材质。
11.本发明有益效果有：
12.1、本发明一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，自动化程度较高，通过进气孔及出气孔的设计，可实现炉体内部自动进气及出气的流量控制，
13.2、本发明一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，该系统通过电机控制可实
现底部自由旋转，进而带动炉内热场结构的自由转动，保证碳化硅晶体生长的均匀性及一致性，提高晶体质量。
14.3、本发明一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，该机械系统的整体制造成本较低，利于大规模推广使用，同时通过内部循环水的设计，可有效保证炉内生长环境处于合理的温度梯度，更加利于生长出大尺寸、高质量的碳化硅单晶。
15.4、本发明一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，通过驱动电机对大炉盖驱动架及小炉盖驱动架的控制，来实现对大炉盖及小炉盖的自动安装，极大的减轻了工作人员的工作强度，节省了大量的人力物力，降低了碳化硅单晶的整体生长成本。
附图说明
16.图1是本发明的结构示意图。
17.图2是本发明的电机结构示意图。
18.如图所示：1、测温装置，2、阀门，3、螺栓，4、大炉盖驱动架，5循环水系统，6、上部保温腔室，7、底部保温腔室，8、驱动电机，9、底座，10、小炉盖，11、大炉盖，12、真空检测装置，13、进气孔，14、小炉盖驱动架，15、支柱，16、出气孔，17、机械旋转腔室，18、电机，19、电极。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
20.结合所有附图，一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统。大炉盖驱动架4与小炉盖驱动架14分别安置于底座9左右两端的上表面，顶部分别与大炉盖11及小炉盖10连接，炉体由上部保温腔室6及底部保温腔室7组成，整体位于大炉盖驱动架与小炉盖驱动架之间，夹层处设有循环水系统5，顶端依次安装有大炉盖及小炉盖，底端安置于机械旋转腔室17上，圆环形电极19处于炉体内部，并安置于大炉盖的下表面，支柱15底端安置于底座内部，顶端处于炉体底部保温腔室内，表面放置碳化硅热场结构，测温装置1及真空检测装置12分别位于小炉盖的左右两侧，进气孔13及出气孔16分别位于真空检测装置的右端及炉体底部右侧，底端通向炉体内部，顶端设有阀门2。使用时，将碳化硅热场放置于支柱上，进而驱动电机8控制大炉盖驱动架带动大炉盖移动至炉体上方，同时通过大炉盖驱动架的缓慢下移使大炉盖稳固于炉体顶部，并通过螺栓3进行紧固，再次小炉盖驱动架带动小炉盖紧固于大炉盖上，使炉体处于封闭空间，同时抽取炉内真空，且循环水系统延炉体内部进行循环性流动，进一步的电机18带动支柱进行旋转，进而带动支柱上的碳化硅热场进行匀速转动，同时通过测温装置、真空检测装置监测炉内的温度变化情况及真空状态，以及通过进气口及出气口监测炉内气体的流量控制情况，保证碳化硅生长过程当中的均匀性，进而生长出大尺寸、高质量的碳化硅晶体。
21.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，它包括底座(9)、机械旋转腔室(17)、支柱(15)、电机(18)、炉体、循环水系统(5)、大炉盖(11)、小炉盖(10)、电极(19)、大炉盖驱动架(4)、小炉盖驱动架(14)、驱动电机(8)、测温装置(1)、真空检测装置(12)、进气孔(13)及出气孔(16)。其特征在于底座(9)中心设有凹槽，机械旋转腔室(17)嵌入于底座(9)的凹槽内，支柱(15)为圆柱体，底端安置于底座(9)内部，顶端处于炉体底部，炉体夹层处设有循环水系统(5)，底部固定于机械旋转腔室(17)上，大炉盖(11)呈圆形，中心为镂空形态，下表面通过螺栓(3)固定于炉体的顶端，上表面与小炉盖(10)连接，电极(19)呈位于炉体内部，并安置于大炉盖(11)的下表面，大炉盖驱动架(4)及小炉盖驱动架(14)位于炉体的左右两侧，底端通过驱动电机(8)安置于底座(9)上，顶端分别与大炉盖(11)及小炉盖(10)连接，测温装置(1)及真空检测装置(12)分别位于小炉盖(10)的左右两侧，进气孔(13)与出气孔(16)分别安置于大炉盖(11)右侧上表面及炉体底端右侧，且底部均通向炉体的内部，顶部设有阀门(2)。2.根据权利要求1所述的一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，其特征在于所述的底座(9)为长方体，长为1000-1500mm，宽为900-1200mm，高为200-400mm，中心凹槽深度为150-300mm。3.根据权利要求1所述的一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，其特征在于所述的机械旋转腔室(17)嵌入于底座(9)的凹槽内，长为200-500mm，宽为200-400mm，高为150-230mm，内部设有支柱(15)，支柱高度为200-600mm，表面放置碳化硅热场结构。4.根据权利要求1所述的一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，其特征在于所述的炉体整体由上部保温腔室(6)及底部保温腔室(7)组成，上部保温腔室(6)高度为750-950mm，底部保温腔室(7)高度为100-300mm，直径为700-900mm。5.根据权利要求1所述的一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，其特征在于所述的大炉盖(11)与小炉盖(10)依次通过螺栓(3)安置于炉体的顶部，大炉盖(11)直径为720-920mm，小炉盖(10)直径为240-400mm。6.根据权利要求1所述的一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，其特征在于所述的电极(19)呈圆环形，内径为150-350mm，外径为200-400mm，厚度为30-60mm，位于炉体内部，并安置于大炉盖(11)的下表面，加热时功率为10-35kw，电压10-30v，电流1300-1800an。7.根据权利要求1所述的一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，其特征在于所述的大炉盖驱动架(4)、小炉盖驱动架(14)分别通过驱动电机(8)安置于底座(9)左右两端的上表面，可进行上下及左右伸缩，上下伸缩行程为900-1500mm，左右伸缩行程为400-1000mm，顶端分别与大炉盖(11)及小炉盖(10)连接。8.根据权利要求1所述的一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统，其特征在于所述的测温装置(1)及真空检测装置(12)分别位于小炉盖(10)的左右两侧，进气孔(13)与出气孔(16)分别安置于大炉盖(11)右侧上表面及炉体底端右侧，直径为6-20mm，底端通向炉体的内部，顶端设有阀门(2)。
技术总结
本发明涉及一种单晶炉的机械系统，具体涉及一种电阻式6英寸碳化硅单晶炉的机械系统。该系统包括底座、机械旋转腔室、支柱、电机、炉体、循环水系统、大炉盖、小炉盖、电极、大炉盖驱动架、小炉盖驱动架、驱动电机、测温装置、真空检测装置、进气孔及出气孔。其特征在于底座为长方体，机械旋转腔室嵌入底座内，支柱为圆柱体，安置于底座内部，炉体位于底座上方，夹层处设有循环水系统，大炉盖呈圆形，位于炉体上方，电极呈圆环形，位于炉体内部，大炉盖驱动架及小炉盖驱动架位于炉体两侧，通过驱动电机安置于底座上，测温装置及真空检测装置位于小炉盖两侧，进气孔与出气孔安置于大炉盖及炉体右侧。该机械系统可有效提高晶体质量，降低生长成本。成本。成本。
技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司
技术研发日：2021.10.25
技术公布日：2022/1/28