一种碳化硅外延生长反应室

本发明涉及半导体设备，特别涉及一种碳化硅外延生长反应室。

背景技术：

1、碳化硅半导体具有大禁带宽度、优良的稳定性、高热导率、高临界击穿场强、高饱和电子漂移速度等优良特性，是制作高温、高频、大功率和强辐射电力电子器件的理想半导体材料。用于制作碳化硅器件的碳化硅材料通常是生长在碳化硅衬底上的碳化硅外延晶片。

2、外延炉是制备外延片的关键设备。对于外延炉，温度、气流分布均匀的洁净反应室是制备掺杂浓度均匀、低缺陷密度、高质量外延片的基础，而稳定的反应室是外延片批量生产的必要前提。影响反应室温度分布均匀性、洁净度和稳定性的因素有很多，其中反应室的保温石墨腔结构、表面材质、位置等都是重要参数，特别是s i c外延工艺时，反应室石墨发热体是否水平、石墨发热体与外保温层相对位置是否变化、外保温层包裹性等因素将直接影响反应室内部温场的分布，进而对工艺结果产生巨大影响。

3、目前，为了给反应室进行保温，通常在石墨发热体的外侧套设一层由石墨碳毡组成的外保温层，然后在石墨发热体的两端各设置一个保温端板，以实现对发热体进行保温。其中，石墨发热体一般选用水平放置的圆柱形发热体，圆柱形石墨发热体的两半圆柱水平分界面附近的区域为温度较低的区域，外保温层包括弧形的第一保温层和第二保温层，第一保温层和第二保温层相互配合形成空心的圆柱体，第一保温层和第二保温层之间的配合缝隙可作为石墨发热体的散热通道。具体地说，发热体的热量主要从两半圆柱的水平分界面处经此配合缝隙散出，通过调节第一保温层和第二保温层之间配合缝隙的位置即可改变散热的路径，从而调节反应室的温场分布。但是这种结构存在以下几个问题：

4、1、在安装或使用的过程中，石墨发热体在外保温层内会发生相对旋转，导致散热路径发生改变，从而影响反应室温场分布。

5、2、保温端板与外保温层为相互独立的零部件，两者之间有一缝隙，发热体的部分热量会从此缝隙散出，不利于热量的保存，保温效果较差。

6、因此，有必要提供一种碳化硅外延生长反应室解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种碳化硅外延生长反应室。

2、本发明提供的一种碳化硅外延生长反应室，包括：半圆形的第一发热体与第二发热体，所述第一发热体与第二发热体的形状相互适应能够组成一个空心圆柱体，所述第二发热体的内部的顶端设有放置槽，所述第一发热体的外表面套接有第一连接板，所述第二发热体的外表面套接有第二连接板，所述第一连接板与第二连接板的端面分别设有第一连接孔与第二连接孔，所述第一连接孔与第二连接孔分别活动连接第一连接轴与第二连接轴，所述第一连接轴与第二连接轴分别设置在第一端板的一侧面的上半部分与下半部分，所述第一连接轴外侧的第一端板的端面设有第一安装槽，所述第一安装槽螺纹连接保温筒，所述第一发热体与第二发热体位于保温筒的内侧。

3、优选的，所述第一发热体底部设有连接槽，所述第二发热体的顶部设有与连接槽配合的连接板。

4、优选的，所述第一连接轴与第二连接轴的外表面分别设有第一外螺纹与第二外螺纹，所述第一外螺纹与第一螺母螺纹连接，所述第二外螺纹与第二螺母螺纹连接。

5、优选的，所述第一端板的端面上设有测温孔和进料孔，所述保温筒远离第一端面的一端端面上设有排出孔，所述排出孔与进料孔相对而设，所述进料孔位于第一端板的中部，所述排出孔位于保温筒的所述端面的中部。

6、优选的，所述进料孔内部活动连接进料挡板，所述排出孔的内部活动连接排出挡板，所述测温孔螺纹连接防护塞。

7、优选的，所述保温筒的外表面两端分别套接有连接第一转动板与第二转动板，所述第一转动板与第二转动板的端面分别转动连接外保温筒的两端，所述外保温筒的侧面设有散热缝。

8、与相关技术相比较，本发明提供的一种碳化硅外延生长反应室具有如下有益效果：

9、1、本发明通过设置第一端板，可通过第一连接轴与第二连接轴分别活动连接第一连接孔与第二连接孔，通过第一端板将第一连接板和第二连接板相连，进而实现对第一发热体与第二发热体的固定，可在使用过程中，防止第一发热体与第二发热体在保温筒内会发生相对旋转，导致散热路径发生改变，从而影响反应室温场分布；

10、2、本发明通过第一端板可以对第一发热体与第二发热体的一端进行封闭，并通过与第一安装槽螺纹连接保温筒，可通过保温筒，与第一端板配合，对第一发热体与第二发热体其他部位进行封闭，进而实现对第一发热体与第二发热体的保温，并且由于通过设置保温筒与第一端板螺纹连接，利用螺纹连接的自锁性，可有效降低缝隙，提高保温效果；

11、3、本发明通过设置可以第一连接轴和第二连接轴分别螺纹连接的第一螺母与第二螺母，通过第一螺母与第二螺母，可将第一连接轴与第二连接轴分别锁死在第一连接板与第二连接板上，提高连接的紧固性。

技术特征：

1.一种碳化硅外延生长反应室，其特征在于，包括：半圆形的第一发热体(16)与第二发热体(17)，所述第一发热体与第二发热体的形状相互适应能够组成一个空心圆柱体，所述第二发热体(17)的内侧设有放置槽(20)，所述第一发热体(16)的一端外侧套接有第一连接板(12)，所述第二发热体(17)的一端外侧套接有第二连接板(13)，所述第一连接板(12)与第二连接板(13)上分别设有第一连接孔(18)与第二连接孔(19)，所述第一连接孔(18)与第二连接孔(19)分别活动连接第一连接轴(23)与第二连接轴(24)，所述第一连接轴(23)与第二连接轴(24)分别设置在第一端板(1)的一侧面的上半部分与下半部分，所述第一端板(1)设有第一安装槽(11)，所述第一安装槽(11)螺纹连接保温筒(8)，所述第一发热体(16)与第二发热体(17)位于保温筒(8)的内侧。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅外延生长反应室，其特征在于，所述第一发热体(16)底部设有连接槽(22)，所述第二发热体(17)的顶部设有与连接槽(22)配合的连接板(21)。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅外延生长反应室，其特征在于，所述第一连接轴(23)与第二连接轴(24)的外表面分别设有第一外螺纹与第二外螺纹，所述第一外螺纹与第一螺母(14)螺纹连接，所述第二外螺纹与第二螺母(15)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅外延生长反应室，其特征在于，所述第一端板(1)上设有测温孔(26)和进料孔(25)，所述保温筒(8)远离第一端板(1)的一端端面上设有排出孔(10)，所述排出孔(10)与进料孔(25)相对而设，所述进料孔(25)位于第一端板(1)的中部，所述排出孔(10)位于保温筒(8)所述端面的中部。

5.根据权利要求4所述的一种碳化硅外延生长反应室，其特征在于，所述进料孔(25)内部活动连接进料挡板(6)，所述排出孔(10)的内部活动连接排出挡板(9)，所述测温孔(26)螺纹连接防护塞(7)。

6.根据权利要求5所述的一种碳化硅外延生长反应室，其特征在于，所述保温筒(8)的外表面两端分别套接有连接第一转动板(3)与第二转动板(4)，所述第一转动板(3)与第二转动板(4)分别转动连接外保温筒(2)的两端，所述外保温筒(2)的侧面设有散热缝(5)。

技术总结本发明涉及半导体设备技术领域，特别涉及一种碳化硅外延生长反应室，包括：第一发热体与第二发热体，所述第二发热体的内部的顶端设有放置槽，所述第一发热体外表面套接有第一连接板，所述第二发热体的外表面套接有第二连接板，所述第一连接板与第二连接板的端面分别设有第一连接孔与第二连接孔，所述第一连接孔与第二连接孔分别活动连接第一连接轴与第二连接轴，所述第一连接轴与第二连接轴设置在第一端板的一侧面，所述第一端板的端面连接保温筒，通过设置第一端板，实现对第一发热体与第二发热体的固定，可在使用过程中，防止第一发热体与第二发热体在保温筒内会发生相对旋转，导致散热路径发生改变，从而影响反应室温场分布。技术研发人员：陈亮,王燚迪,李雨,李静受保护的技术使用者：中国计量大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27