1.本技术涉及一种自动密封的反应炉，属于半导体材料制备技术领域。
背景技术：
2.半导体材料在集成电路、通信技术、光伏发电等技术领域均得到广泛应用。目前半导体的制备均为单炉台独立作业，装卸工作全靠人工实现。人工装卸效率低，难以保证装卸工作的统一性，另外，由于每炉次生长周期短，经常需要开启或关闭反应炉，人工装卸耗费时间长，上述原因均限制了半导体材料的大规模自动化生产。要想大规模生产，只有突破现有瓶颈实现自动化作业，才能实现高效收益。
技术实现要素：
3.为了解决上述问题，本技术提出了一种自动密封的反应炉，该反应炉使用升降机构将炉体下盖上升至与炉体的密封位置，并在炉体下方设置锁紧压轮，通过锁紧压轮的推动炉体下盖与炉体接触并实现密封，该反应炉结构简单，可自动化进行装卸，提高工作效率，可用于大规模自动化生产半导体材料。
4.根据本技术的一个方面，提供了一种自动密封的反应炉，该反应炉包括：
5.炉体和炉体下盖，所述炉体下盖密封盖合所述炉体底部的进料口；
6.升降机构，所述升降机构用于支撑炉体下盖，所述升降机构上升或下降以带动所述炉体下盖上升或下降；
7.密封机构，所述密封机构包括设置在炉体下方的锁紧压轮，所述升降机构上升以带动所述炉体下盖上升至与炉体密封位置，所述锁紧压轮与所述炉体下盖下端面接触，以推动所述炉体下盖和所述炉体密封。
8.可选地，所述锁紧压轮能够伸缩，所述炉体下盖上升至与所述炉体密封位置，所述锁紧压轮伸出以使得所述炉体下盖和所述炉体密封。
9.可选地，还包括设置在炉体下方的锁紧转环，所述锁紧压轮设置所述锁紧转环内侧壁上，所述炉体下盖的外周设置有缺口，所述炉体下盖上升，所述锁紧压轮穿过所述缺口，所述锁紧转环旋转带动所述锁紧压轮旋转至与所述炉体下盖的下端面接触，以推动所述炉体下盖与所述炉体密封。
10.可选地，所述缺口的侧面倾斜设置，所述缺口的径向横截面积自所述炉体下盖的上端面向下逐渐增大。
11.可选地，所述锁紧压轮通过转轴设置在所述锁紧转环的内侧壁上，所述锁紧转环旋转过程中，所述锁紧压轮接触所述缺口的倾斜侧面并进行自转。所述锁紧压轮自转的同时给下盖施加一个向上的推力，使下盖相对于炉体进一步上移密封。
12.可选地，所述缺口至少为两个，且均匀设置在所述炉体下盖的外周，每个所述缺口均对应设置一个锁紧压轮。
13.可选地，所述密封机构还包括锁紧压板，所述锁紧压板设置在所述锁紧转环的下
方，所述锁紧压板用于支撑所述锁紧转环。
14.可选地，还包括第一感应单元和第二感应单元；
15.所述第一感应单元用于感应所述炉体下盖与所述炉体之间的距离，所述第二感应单元用于感应所述锁紧压轮是否与所述炉体下盖的下端面接触。
16.可选地，所述炉体下盖设置有定位销；
17.所述升降机构为升降台，所述升降台上设置有与所述定位销配合的定位通孔，所述升降机构通过所述定位通孔与所述定位销配合，以带动所述炉体下盖上升或下降。
18.可选地，还包括支撑架，所述支撑架上设置有滑轨，所述升降台设置在所述滑轨上，并沿所述滑轨上升或下降。
19.可选地，还包括旋转电机，所述旋转电机用于驱动所述锁紧转环转动。
20.本技术能产生的有益效果包括但不限于：
21.1.本技术所提供的自动密封的反应炉，该反应炉结构简单、操作方便，无需人工操作即可自动化进行装卸，可降低操作人员劳动强度、提高工作效率和半导体产业的自动化生产能力。
22.2.本技术所提供的自动密封的反应炉，缺口的侧面倾斜设置，锁紧压轮在密封过程中推动炉体下盖再次上升一定的距离，该上升的距离能够压缩炉体与炉体下盖密封位置的密封垫，以实现对炉体下盖和炉体之间的密封。
23.3.本技术所提供的自动密封的反应炉，第一感应单元、第二感应单元和旋转电机的配合，可进一步提高该反应炉装卸的自动化程度，减少人工操作，同时提高装卸的精度，确保反应炉装配的统一性。
24.4.本技术所提供的自动密封的反应炉，升降台的定位通孔与炉体下盖的定位销配合，可对炉体下盖进行定位，提高了炉体下盖的定位精度，避免炉体下盖在上升过程中的偏移，同时确定在下盖缺口位置，保证下盖在升降过程中，锁紧压轮顺利通过下盖缺口，进一步提高炉体与炉体下盖的密封性。
附图说明
25.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
26.图1为本技术实施例涉及的自动密封的反应炉的立体示意图；
27.图2为本技术实施例涉及的升降机构和密封机构的配合示意图；
28.图3为本技术实施例涉及的密封机构的分解示意图；
29.图4为本技术实施例涉及的炉体下盖的立体示意图；
30.部件和附图标记列表：
31.10、转运托盘；20、炉体下盖；201、缺口；21、炉体；22、定位销；23、定位柱；24、定位锥；25、反应器；26、支撑柱；30、运输机构；40、支撑架；41、升降台；42、滑轨；50、锁紧转环；51、锁紧压轮；52、转轴；53、锁紧压板；54、第一感应单元；55、第二感应单元；56、第三感应单元；57、旋转电机。
具体实施方式
32.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
33.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
35.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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技术和简化描述，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技术的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
38.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，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触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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技术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是必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
39.参考图1-4，本实施例公开了一种自动密封的反应炉，包括：炉体21和炉体下盖20，炉体下盖20密封盖合炉体21底部的进料口；升降机构，升降机构用于支撑炉体下盖20，升降机构上升或下降以带动炉体下盖20上升或下降；密封机构，密封机构包括设置在炉体21下方的锁紧压轮51，升降机构上升以带动炉体下盖20上升至与炉体21密封位置，锁紧压轮51与炉体下盖20下端面接触，以推动炉体下盖20和炉体21密封。
40.锁紧压轮51与炉体下盖20的下端面接触，对炉体下盖20起到支撑作用，并推动炉体下盖20上升以对炉体21进行密封；半导体生产结束后，升降机构上升至与炉体下盖20接触，锁紧压轮51与炉体下盖20下端面断开接触，即可解除炉体21与炉体下盖20的密封。该反应炉结构简单、操作方便，无需人工操作即可自动化进行装卸，可降低操作人员劳动强度、
提高工作效率和半导体产业的自动化生产能力。确保物料封装时间统一和放置位置统一精度高，并且能够消除人工密封不良和运输路径对物料污染，实现自动化智能装卸。
41.具体的，该反应炉内放置有用于半导体生产的生产原料，该生产原料可以放置在炉体下盖20上，随炉体下盖20的上升而进入炉体21内，也可以为本身就设置在炉体21内，随着炉体下盖20上升，密封机构对反应炉密封之后即可进行反应生产半导体制备，制备完成后升降机构上升至与炉体下盖20接触，锁紧转环50转动以使得锁紧压轮51与炉体下盖20的下端面脱离接触，升降机构下降即可完成开炉。
42.具体的，图1中炉体21仅是炉体21的一部分，支撑架40下方的炉体21仅是炉体21的下法兰，炉体21与炉体下盖20通过炉体下法兰连接，炉体21的其余部分图中并未示出，在图1中超出支撑架40上表面的突出部分为承装半导体原料的反应器25，该反应器25可以为坩埚，也可以为坩埚和保温层，通常将坩埚置于炉体下盖20上进行装料，装料完成后的坩埚外层再安装保温材料，炉体下盖20上升将坩埚或坩埚与保温层密封至反应炉内，再对反应器25加热进行半导体的生长。
43.具体的，运输机构30包括直线导轨和转运导轨，可以根据装料位置和炉体21位置进行设定，直线运动导轨包括传动电机、变速机构、传动链条、运动导轮、到位检测和定位机构，转运导轨不仅具备直线导轨的功能，还包括旋转机构和旋转到位检测、定位机构，通过直线导轨和转运导轨控制原料载体的运动方向，以实现精准传输，提高该装卸系统的自动化程度，可实现大规模自动化生产。
44.作为一种实施方式，锁紧压轮51能够伸缩，炉体下盖20上升至与炉体21密封位置，锁紧压轮51伸出以使得炉体下盖20和炉体21密封，锁紧压轮51为收缩状态，炉体下盖20位于锁紧压轮51的下方，当炉体下盖20上升至密封位置时，炉体下盖20位于的锁紧压轮51的上方，锁紧压轮51伸出，以对炉体下盖20支撑，完成炉体下盖20与炉体21的密封。
45.作为一种优选的实施方式，锁紧压轮51与炉体21的连接处垂直设置有轨道，锁紧压轮51可以延轨道上升或下降，当锁紧压轮51需要对炉体下盖20支撑时，通过锁紧压轮51的上升推动炉体下盖20再上升一定的距离，可进一步提高反应炉的密封性。
46.作为一种实施方式，该反应炉还包括设置在炉体21下方的锁紧转环50，锁紧压轮51设置锁紧转环50内侧壁上，炉体下盖20的外周设置有缺口201，炉体下盖20上升，锁紧压轮51穿过缺口201，锁紧转环50旋转带动锁紧压轮51旋转至与炉体下盖20的下端面接触，以推动炉体下盖20与炉体21密封。锁紧转环50和锁紧压轮51连动，通过锁紧转环50的旋转带动锁紧压轮51旋转，锁紧压轮51则可自越过缺口201与炉体下盖20的下端面接触，进而推动炉体下盖20与炉体21密封。
47.具体的，缺口201设置在炉体21与炉体下盖20的密封位置的外侧，因此开设的缺口201不会导致反应炉密封不严。缺口201的形状可以为矩形或半圆形，只要缺口201的开口面积大于锁紧压轮51，保证锁紧压轮51顺利穿过该缺口201即可。
48.作为一种实施方式，缺口201的侧面倾斜设置，缺口201的径向横截面积自炉体下盖20的上端面向下逐渐增大。缺口201的侧面倾斜设置，当炉体下盖20上升至密封位置时，锁紧压轮51顶部的最高位置仍处于缺口201内，并与炉体下盖20下端面的距离为1-5mm，在锁紧转环50旋转时，锁紧压轮51的外缘弧面与缺口201的倾斜侧面接触，并沿该倾斜侧面移动，由于锁紧压轮51高度固定，因此在锁紧压轮51沿倾斜侧面移动的过程中，锁紧压轮51推
动炉体下盖20继续上升，使得炉体下盖20与炉体21压紧，完成密封。通过该设置方式，锁紧压轮51在密封过程中推动炉体下盖20再次上升一定的距离，该上升的距离能够压缩炉体21与炉体下盖20密封位置的密封垫，可进一步提高炉体下盖20和炉体21之间的密封性。
49.具体的，缺口201可以两个侧面均设置为倾斜，也可以仅一个侧面倾斜设置，只要锁紧转环50旋转时能够与该倾斜侧面接触即可，即锁紧转环50向该缺口201倾斜方向旋转为密封过程，反应炉需要开炉时，锁紧转环50复位即可。
50.作为一种实施方式，锁紧压轮51通过转轴52设置在锁紧转环50的内侧壁上，锁紧转环50旋转过程中，锁紧压轮51接触缺口201的倾斜侧面并进行自转。锁紧压轮51沿缺口201倾斜侧面移动的过程中进行自转，能够降低锁紧压轮51与缺口201之间的摩擦力，利于推动炉体下盖20上升，并且减少锁紧压轮51的损害，延长锁紧压轮51的使用寿命。
51.作为一种实施方式，缺口201至少为两个，且均匀设置在炉体下盖20的外周，每个缺口201均对应设置一个锁紧压轮51。优选的，缺口201为四个、六个或八个，锁紧压轮51均匀设置在锁紧转环50上，在锁紧转环50转动的过程中，每个锁紧压轮51与缺口201的接触程度一致，能够平稳的对炉体下盖20进行推动，且与炉体下盖20的作用力相同，提高反应炉密封的均匀性，避免炉体下盖20偏移，从而导致反应炉密封不严，同时还能均匀分散炉体下盖20对锁紧压轮51的作用力，避免单个锁紧压轮51受力过大，降低锁紧压轮51的损坏几率。
52.作为一种实施方式，密封机构还包括锁紧压板53，锁紧压板53设置在锁紧转环50的下方，锁紧压板53用于支撑锁紧转环50。由于锁紧压轮51支撑炉体下盖20，锁紧转环50也为锁紧压轮51提供支撑力，锁紧压板53的设置能避免锁紧转环50在转动过程中向下发生滑落，起到稳定锁紧转环50的作用。
53.作为一种实施方式，该反应炉还包括第一感应单元54和第二感应单元55，第一感应单元54用于感应炉体下盖20与炉体21之间的距离，第二感应单元55用于感应锁紧压轮51是否与炉体下盖20的下端面接触。升降机构带动炉体下盖20上升，第一感应单元54用于感应炉体下盖20和炉体21之间的距离，当炉体下盖20上升至指定位置时，第一感应单元54将其感应到的距离反馈给中心控制系统，中心控制系统收到反馈后向升降机构发出信号，停止继续上升，再向锁紧转环50的动力机构发出信号，启动锁紧转环50的旋转，此时第二感应单元55感应到锁紧压轮51与炉体下盖20的下端面接触后，则第二感应单元55向中心控制系统发出位置反馈，中心控制系统接收到反馈之后再向锁紧转环50的动力机构发出信号，停止锁紧转环50旋转。
54.具体的，第一感应单元54为距离感应器，通过红外、超声波等方式感应炉体下盖20与炉体21之间的距离。第二感应单元55可以为距离感应器或磁性开关，当第二感应单元55为距离感应器时，通过感应到锁紧转环50的旋转距离来确定锁紧转环50的旋转角度，当锁紧转环50的旋转角度大于缺口201径向横截面积的最大角度且小于两个缺口201之间的角度时，则证明锁紧压轮51位于两个缺口201之间且与炉体下盖20的下端面接触；当第二感应单元55为磁性开关时，可以通过在锁紧转环50的内侧壁和炉体下盖20的外缘上镶嵌磁性材料，炉体下盖20的缺口201处不设置磁性材料，因此在锁紧转环50的转动中，锁紧转环50旋转时，锁紧压轮51越过炉体下盖20的缺口201时，锁紧转环50与炉体下盖20的磁性会改变，进而证明锁紧压轮51位于两个缺口201之间且与炉体下盖20的下端面接触。
55.作为一种实施方式，该反应炉还包括旋转电机57，旋转电机57用于驱动锁紧转环
50转动，当第一感应单元54检测炉体下盖20上升至密封位置时，中心控制系统促使旋转电机57带动锁紧转环50旋转，以使得锁紧压轮51与炉体下盖20的下端面接触。具体的，锁紧转环50内部设置有齿轮，旋转电机57通过旋转齿轮与锁紧转环50内部的齿轮啮合，驱动锁紧转环50旋转。具体的，由于锁紧压轮51和缺口201为多个，因此锁紧转环50的旋转角度小于两个缺口201之间的角度，因此锁紧转环50往往旋转很小的角度即可，例如锁紧压轮51为4个时，通过锁紧转环50旋转20-60
°
即可，无需旋转很多圈，因此设置的齿轮驱动锁紧转环50旋转，可更加便于控制锁紧转环50的旋转角度，避免锁紧转环50旋转过度。
56.上述第一感应单元54、第二感应单元55和旋转电机57的配合，可进一步提高该反应炉装卸的自动化程度，减少人工操作，同时提高装卸的精度，确保反应炉装配的统一性，适用于半导体材料的大规模智能化生产。
57.作为一种实施方式，该反应炉还包括第三感应单元56，第三感应单元56用于感应炉体下盖20和升降机构之间的距离，炉体下盖20可以通过人工或者运输机构30运输至升降机构处，通过第三感应单元56感应到炉体下盖20到达指定位置时，升降机构向上运动，与炉体下盖20接触后带动炉体下盖20上升。通过设置第三感应单元56和运输机构30，可以直接将炉体下盖20自装料位置运输至升降机构的上方，第三感应单元56将检测到的距离反馈给中心控制系统后，中心控制系统再向升降机构发出信号，促使升降机构上升，可进一步提高该反应炉的自动化装卸程度和控制精度，减少人工干预，自动化生产半导体材料。
58.具体的，使用转运托盘10对炉体下盖20进行运输，转运托盘10能够沿运输机构30的运输路径进行移动，转运托盘10达到指定位置后，升降机构再与炉体下盖20接触，以带动炉体下盖20上升或下降。
59.作为一种实施方式，炉体下盖20设置有定位销22，升降机构为升降台41，升降台41上设置有与定位销22配合的定位通孔，升降机构通过定位通孔与定位销22配合，以带动炉体下盖20上升或下降。升降台41的定位通孔与炉体下盖20的定位销22配合，可对炉体下盖20进行定位，提高了炉体下盖20的定位精度，避免炉体下盖20在上升过程中的偏移，进一步提高炉体21与炉体下盖20的密封性。具体的，定位销22包括定位柱23、定位锥24和支撑柱26，定位柱23设置在支撑柱26与定位锥24之间，支撑柱26与炉体下盖20相连接，
60.支撑柱26的径向截面积大于定位柱23的径向截面积，且定位柱23的径向横截面积等于定位通孔的径向横截面积，定位锥24的最大径向横截面积等于定位柱23的径向横截面积，定位锥24便于伸入至定位通孔内，实现炉体下盖20的精准定位，支撑柱26的下端面与升降台41的上表面接触，升降台41不与炉体下盖20直接接触，是为了让炉体下盖20嵌入到炉体21的内部，使炉体下盖20上密封面进一步接近炉体21的密封面。
61.具体的，定位销22与炉体下盖20可以为一体连接，也可以为可拆卸连接，优选为可拆卸连接，当定位销22出现损坏时，能够通过更换定位销22的方式，降低了零件更换成本。
62.作为一种实施方式，该反应炉还包括支撑架40，支撑架40上设置有滑轨42，升降台41设置在滑轨42上，并沿滑轨42上升或下降。滑轨42的设置为升降台41的升降提供了运动路径，支撑架40对升降台41起到支撑作用，可保证升降台41的平稳上升或下降。
63.作为一种优选的实施方式，炉体21设置在支撑架40上，支撑架40对炉体21起到稳定的支撑和限位作用，在炉体下盖20与炉体21的密封过程，炉体21不因炉体下盖20的上升而移动，提高反应炉的密封性能。
64.上述反应炉的使用方法为：
65.使用转运托盘10将炉体下盖20通过运输机构30运输至升降台41的上方，第三感应单元56感应到炉体下盖20与支撑架40之间的距离，并将该距离反馈至中心控制系统，中心控制系统接收到该反馈并与设置的预定值进行比较，当炉体下盖20与支撑架40的距离达到预定值时，运输机构30停止运输，并将转运托盘10锁紧。
66.之后升降台41上升，定位通孔与定位销22配合，升降台41沿滑轨42向上移动，以带动炉体下盖20上升，当炉体下盖20上升至指定位置时，升降台41停止上升，旋转电机57驱动锁紧转环50带动锁紧压轮51旋转，直至锁紧压轮51与炉体下盖20的下端面接触，锁紧压轮51在旋转过程促使炉体下盖20上升一定的距离，完成炉体下盖20与炉体21的密封，开始半导体的生产，升降台41下降。
67.反应结束后，升降台41上升，旋转电机57带动锁紧转环50反向旋转，锁紧压轮51与炉体下盖20的下端面脱离接触，且返回到下盖20进行升降无障碍的缺口处，升降台41与炉体下盖20接触，并带动炉体下盖20下降至与转运托盘10接触并回到原点位置，转运托盘10再将炉体下盖20通过运输机构30运输至下个工序。
68.使用本技术的自动密封的反应炉，在生产碳化硅晶体时，将装有碳化硅原料的反应器放置于炉体下盖的中心，再使用升降机构和密封机构将反应器密封至反应炉内，相对于人工送运和密封炉体与炉体下盖，提高了生产效率，每一开关炉过程节省0.5-1.5小时，且反应器与炉体下盖的同轴精度显著提高，多个炉次的密封效果一致，有利于制备更高质量的碳化硅晶体，并且在多个炉次生产出的碳化硅晶体的质量更加均匀。
69.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
70.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。