含沙型温场晶体生长装置的制作方法

1.本实用新型涉及半导体制备领域，具体而言，涉及一种含沙型温场晶体生长装置。

背景技术：

2.在高温材料制造中，温场中所需点位温度的测量，对于温场及工艺的设计与改进来说至关重要，而其中，坩埚底部的温度测量是一个关键点位。然而在含沙型温场中测量该点位温度存在以下难题：
3.第一，由于需要保护热偶并保证正常测量，热偶不能和金属坩埚直接接触，但是由于无法直接观察热偶位置，加上热变形，存在热偶直接接触金属坩埚的风险。
4.第二，难以掌控热偶与坩埚之间的距离，使得测温效果的稳定性可比性均较差。
5.第三，具有流动性的沙会流到热偶与坩埚的缝隙间，对测温效果产生严重干扰作用。而温场设计上保温沙又不可替换。
6.第四，含沙型温场往往存在坩埚下沉现象，导致测量结果不稳定甚至导致热偶接触坩埚而无法正常测量，甚至损坏热偶。
7.也即，经发明人研究发现，现有的含沙型温场的坩埚底部测温存在如下缺点：
8.存在热偶接触坩埚的风险，测量结果稳定性和准确性差。

技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于提供一种含沙型温场晶体生长装置，其能够有效避免测温热偶和坩埚直接接触，阻止流沙对测量结果的干扰，并且稳定测温热偶和坩埚之间的距离，使得测量结果稳定，且具有可比性。
10.本实用新型的实施例是这样实现的：
11.本实用新型提供一种含沙型温场晶体生长装置，包括：
12.温场外壳、坩埚、防沉件、定位件、阻沙件和测温热偶，所述坩埚设于所述温场外壳内，所述防沉件设于所述坩埚底部与所述温场外壳的底部之间，用于防止所述坩埚靠近所述温场外壳的底部；所述阻沙件设于所述坩埚的底部和所述防沉件的顶部之间；所述防沉件与所述坩埚共同限定出与所述温场外壳的内腔相互独立的容置腔，所述定位件穿设于所述容置腔内，所述测温热偶与所述定位件连接，用于测量所述坩埚的底部温度。
13.在可选的实施方式中，所述温场外壳的底部设置有第一通孔，所述防沉件设有两端敞口的第二通孔，所述防沉件与所述温场外壳的底部连接，且所述第一通孔与所述第二通孔连通；所述坩埚的底部与所述防沉件通过所述阻沙件封闭所述第二通孔远离所述温场外壳的底部的敞口；
14.所述定位件同时穿设于所述第一通孔和所述第二通孔内。
15.在可选的实施方式中，所述第二通孔靠近所述坩埚的一端具有锥形孔段，所述锥形孔段的内径在从靠近所述坩埚的一端向另一端逐渐减小。
16.在可选的实施方式中，所述定位件包括定位套管和套管定位环，所述套管定位环
与所述定位套管连接，所述定位套管穿过所述第一通孔且插接于所述第二通孔内，所述定位套管的靠近所述坩埚的端部与所述坩埚具有间距，所述套管定位环与所述温场外壳的外底面抵接。
17.在可选的实施方式中，所述套管定位环与所述定位套管在所述定位套管的轴线延伸方向上可滑动连接。
18.在可选的实施方式中，所述套管定位环螺接在所述定位套管外，以调节和固定所述套管定位环在所述定位套管的长度方向上的位置。
19.在可选的实施方式中，所述测温热偶外设置有热偶固定件，所述测温热偶插接于所述定位套管内，所述热偶固定件与所述测温热偶在所述测温热偶的长度延伸方向上的相对固定。
20.在可选的实施方式中，所述热偶固定件为热偶固定环，所述热偶固定环套接并固定在所述测温热偶外，所述热偶固定环与所述定位套管远离坩埚的端部抵接，以固定所述测温热偶相对于所述定位套管的位置。
21.在可选的实施方式中，所述测温热偶靠近所述坩埚的端部位于所述定位套管的管腔内。
22.在可选的实施方式中，所述套管定位环螺接在所述定位套管外，以调整所述套管定位环在所述定位套管的长度方向上的位置，进而调节所述定位套管与所述坩埚之间的距离。
23.本实用新型实施例的有益效果是：
24.综上所述，本实施例提供的含沙型温场晶体生长装置，将防沉件设于温场外壳和坩埚之间，防沉件既起到稳定坩埚相对于温场外壳之间的相对位置的作用，避免生长过程中坩埚下沉，同时，防沉件与坩埚共同限定出了独立于温场外壳内腔的容置腔，测温热偶位于容置腔中，容置腔内不会有沙进入，因此避免了流沙干扰测温热偶，从而保证测温热偶测量结果的准确性。并且，测温热偶通过定位件设于容置腔中，定位件与坩埚的相对位置不变，测温热偶与定位件的相对位置不变，从而稳定了测温热偶与坩埚之间的距离，测量结果稳定，具有可比性。最后，由于可以通过套管定位环调节和固定其相对于所述定位套管的位置，来调节和固定测温热偶与坩埚之间的距离，使得该含沙型温场晶体生长装置具有一定的可调节适应性，且调节操作方便快捷。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本实用新型实施例的含沙型温场晶体生长装置的结构示意图；
27.图2为图1中的局部放大结构示意图。
28.图标:
29.001-容置腔；100-温场外壳；110-第一通孔；200-坩埚；300-防沉件；310-第二通孔；400-定位件；410-定位套管；420-定位环；500-测温热偶；510-固定件；600-阻沙件。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
35.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。
36.目前，含沙型温场内坩埚200运行过程中，受到流沙的影响，导致坩埚200位置不稳定，从而使得热偶和坩埚200相对位置不易确定，影响热偶测温结果的准确性和稳定性。
37.鉴于此，设计者设计了一种含沙型温场晶体生长装置，能够确保坩埚200的位置不发生改变，从而确保坩埚200和测温热偶500的相对位置不会发生变化，测温热偶500的位置稳定，且不会受到流沙的影响，测温热偶500的测温结果准确性高，稳定性高，具有可比性。
38.请参阅图1和图2，本实施例中，含沙型温场晶体生长装置包括温场外壳100、坩埚200、防沉件300、定位件400、测温热偶500和阻沙件600，坩埚200设于温场外壳100内，防沉件300设于坩埚200底部与温场外壳100的底部之间，用于防止坩埚200靠近温场外壳100的底部；阻沙件600设于坩埚200的底部和防沉件300的顶部之间，防止流沙进入防沉件300内。防沉件300与坩埚200共同限定出与温场外壳100的内腔相互独立的容置腔001，定位件400穿设于容置腔001内，测温热偶500与定位件400连接，用于测量坩埚200的底部温度。
39.需要说明的是，测温热偶500可以采用现有公知的技术即可。
40.本实施例提供的含沙型温场晶体生长装置的具有至少如下优点：
41.在坩埚200和温场外壳100之间设置有防沉件300，防沉件300既起到稳定坩埚200
相对于温场外壳100之间的相对位置的作用，避免生长过程中坩埚200下沉，同时，防沉件300与坩埚200共同限定出了独立于温场外壳100内腔的容置腔001，也即容置腔001和温场外壳100的内腔相互被隔开，二者互不连通，测温热偶500位于容置腔001中，温场外壳100的内腔中的流沙不会进入到容置腔001内，测温热偶500和坩埚200底部之间不会有流沙层，流沙不会干扰测温热偶500，从而保证测温热偶500测量结果的准确性。并且，测温热偶500通过定位件400设于容置腔001中，定位件400与坩埚200的相对位置不变，测温热偶500与定位件400的相对位置不变，且坩埚200自身的位置稳定不易发生变化，从而稳定了测温热偶500与坩埚200之间的距离，测量结果稳定，具有可比性。
42.本实施例中，可选的，温场外壳100为圆柱形壳，温场外壳100的底部的中心位置设置有第一通孔110，第一通孔110为圆形孔，第一通孔110与温场外壳100同轴设置。
43.本实施例中，可选的，防沉件300设置为圆柱体，防沉件300设置有与其同轴的第二通孔310，第二通孔310大致为圆柱形孔。第二通孔310的两端分别位于防沉件300的轴线延伸方向上的两个端面上。为便于描述，防沉件300在其轴线延伸方向上具有第一端面和第二端面，第二通孔310位于第一端面上的部分孔段设置为变径段，进一步的，第二通孔310的部分孔段为圆锥形孔段，圆锥形孔段的横截面孔径在从第一端面向第二端面的方向上逐渐减小，也即第二通孔310靠近第一端面的部分为喇叭状。装配时，防沉件300的第一端面与坩埚200的底部对应，坩埚200的部分底部封堵第二通孔310位于第一端面的端口，由于第二通孔310位于第一端面的端口的孔径较大，坩埚200暴露于第二通孔310的面积大，利于测温。防沉件300的第二端面抵接在温场外壳100的内底面上，且二者贴合，流沙不易从防沉件300与温场外壳100的连接位置处进入到容置腔001内。同时，第二通孔310位于第二端面的端口与第一通孔110连通，第一通孔110的孔径大于或等于第二通孔310位于第二端面上的孔径。
44.进一步的，防沉件300靠近坩埚200的第一端面上设置有耐高温的阻沙件600，阻沙件600可以是但不限于是阻沙毡，阻沙毡大致为圆环形，阻沙毡具有第三通孔，第三通孔为圆形孔。阻沙毡贴合在第一端面上，阻沙毡的第三通孔和第二通孔310连通，坩埚200的底部贴合在阻沙毡上，将阻沙毡压紧在第一端面，如此，提高了坩埚200和防沉件300之间的密封性。
45.需要说明的是，阻沙毡的厚度可以设置在2-8mm。
46.进一步的，防尘件300靠近坩埚200的端部具有局部加宽结构，局部加宽结构的内壁面为弧形面，以更好的稳定底部为弧形的坩埚200。
47.本实施例中，可选的，定位件400包括定位套管410和套管定位环420，定位套管410为圆管，套管定位环420为圆环。套管定位环420可以设置内螺纹，定位套管410外可以设置为外螺纹，套管定位环420通过内螺纹螺接在定位套管410外，如此，套管定位环420可以相对于定位套管410调节位置，从而能够调节定位套管410伸入到容置腔001中的长度，以使定位套管410与坩埚200之间的距离可调，从而适应不同场景的使用需求。显然，套管定位环420还可以通过螺钉固定在定位套管410上，也即，螺钉螺接在套管定位环420外，套管定位环420套接在定位套管410外，套管定位环420能够相对于定位套管410往复滑动，并且在滑动至设定位置后，旋紧螺钉，螺钉的端部抵接在定位套管410的外管壁上，从而实现套管定位环420与定位套管410的锁定。
48.本实施例中，可选的，测温热偶500外设置有热偶固定件510，热偶固定件510为热
偶固定环，热偶固定件510可以先套接在测温热偶500外然后通过胶水粘接固定。测温热偶500穿设在定位套管410中，并且热偶固定件510的一环形面抵接在定位套管410伸出温场外壳100的端面上。然后，热偶固定件510可以通过螺钉、胶水等固定在定位套管410的端面上。测温热偶500伸入定位套管410内的端部未凸出定位套管410，也即，测温热偶500的端部与定位套管410的端部齐平或回缩到定位套管410中，如此，能确保测温热偶500不会直接抵接在坩埚200上。
49.本实施例提供的测温热偶500的装配流程包括：
50.先将测温热偶500穿设在定位套管410中，测温热偶500上的热偶固定件510与定位套管410的端面抵接并固定，测温热偶500与定位套管410的相对位置固定且保持不变。然后，将定位套管410远离测温热偶500的一端从第一通孔110插入到容置腔001中，然后，根据需要调整定位套管410与坩埚200之间的距离，使定位套管410与坩埚200之间具有2-30mm的距离，当定位套管410伸入容置腔001中的长度确定后，将套管定位环420调整至与温场外壳100的外底面贴合的位置，且使套管定位环420与定位套管410相对固定，再通过螺钉等紧固件将套管定位环420固定在温场外壳100上，如此，定位套管410相对于坩埚200位置固定，由于测温热偶500相对于定位套管410的位置固定，最终使得测温热偶500相对于坩埚200的位置固定。
51.本实施例提供的含沙型温场晶体生长装置，测温热偶500与坩埚200之间的距离稳定，测量结果准确且稳定，具有可比性。
52.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种含沙型温场晶体生长装置，其特征在于，包括：温场外壳、坩埚、防沉件、定位件、阻沙件和测温热偶，所述坩埚设于所述温场外壳内，所述防沉件设于所述坩埚底部与所述温场外壳的底部之间，用于防止所述坩埚靠近所述温场外壳的底部；所述阻沙件设于所述坩埚的底部和所述防沉件的顶部之间；所述防沉件与所述坩埚共同限定出与所述温场外壳的内腔相互独立的容置腔，所述定位件穿设于所述容置腔内，所述测温热偶与所述定位件连接，用于测量所述坩埚的底部温度。2.根据权利要求1所述的含沙型温场晶体生长装置，其特征在于：所述温场外壳的底部设置有第一通孔，所述防沉件设有两端敞口的第二通孔，所述防沉件与所述温场外壳的底部连接，且所述第一通孔与所述第二通孔连通；所述坩埚的底部与所述防沉件通过所述阻沙件封闭所述第二通孔远离所述温场外壳的底部的敞口；所述定位件同时穿设于所述第一通孔和所述第二通孔内。3.根据权利要求2所述的含沙型温场晶体生长装置，其特征在于：所述第二通孔靠近所述坩埚的一端具有锥形孔段，所述锥形孔段的内径在从靠近所述坩埚的一端向另一端逐渐减小。4.根据权利要求2所述的含沙型温场晶体生长装置，其特征在于：所述定位件包括定位套管和套管定位环，所述套管定位环与所述定位套管连接，所述定位套管穿过所述第一通孔且插接于所述第二通孔内，所述定位套管的靠近所述坩埚的端部与所述坩埚具有间距，所述套管定位环与所述温场外壳的外底面抵接。5.根据权利要求4所述的含沙型温场晶体生长装置，其特征在于：所述套管定位环与所述定位套管在所述定位套管的轴线延伸方向上可滑动连接。6.根据权利要求5所述的含沙型温场晶体生长装置，其特征在于：所述套管定位环螺接在所述定位套管外，以调节和固定所述套管定位环在所述定位套管的长度方向上的位置。7.根据权利要求4-6中任一项所述的含沙型温场晶体生长装置，其特征在于：所述测温热偶外设置有热偶固定件，所述测温热偶插接于所述定位套管内，所述热偶固定件与所述测温热偶在所述测温热偶的长度延伸方向上的相对固定。8.根据权利要求7所述的含沙型温场晶体生长装置，其特征在于：所述热偶固定件为热偶固定环，所述热偶固定环套接并固定在所述测温热偶外，所述热偶固定环与所述定位套管远离坩埚的端部抵接，以固定所述测温热偶相对于所述定位套管的位置。9.根据权利要求7所述的含沙型温场晶体生长装置，其特征在于：所述测温热偶靠近所述坩埚的端部位于所述定位套管的管腔内。10.根据权利要求7所述的含沙型温场晶体生长装置，其特征在于：所述套管定位环螺接在所述定位套管外，以调整所述套管定位环在所述定位套管的长度方向上的位置，进而调节所述定位套管与所述坩埚之间的距离。

技术总结

本申请提供一种含沙型温场晶体生长装置，涉及半导体制备领域，包括温场外壳、坩埚、防沉件、定位件、阻沙件和测温热偶，坩埚设于温场外壳内，防沉件设于坩埚底部与温场外壳的底部之间，用于防止坩埚靠近温场外壳的底部；阻沙件设于坩埚的底部和防沉件的顶部之间；防沉件与坩埚共同限定出与温场外壳的内腔相互独立的容置腔，定位件穿设于容置腔内，测温热偶与定位件连接，用于测量坩埚的底部温度。该装置能够确保坩埚的位置不发生改变，从而确保坩埚和测温热偶的相对位置不会发生变化，测温热偶的位置稳定，且不会受到流沙的影响，测温热偶的测温结果准确性高，稳定性高，具有可比性。具有可比性。具有可比性。