一种低损耗氧化硅光波导生长设备的制作方法

本发明涉及氧化硅生长，具体为一种低损耗氧化硅光波导生长设备。

背景技术：

1、随着通信技术的快速发展，对光波导的要求也越来越苛刻，氧化硅光波导是由氧化硅材料制成的光波导，是用于传输光信号的光学器件，其具有高折射率和易于制备和集成的优点，因此在光通信领域，光传感领域和光计算领域有广泛的应用。

2、氧化硅光波导的生长效率会直接影响通信基站的建设速度，在氧化硅光波导生产过程中，硅圆柱的生产效率直接影响氧化硅光波导整体的生产效率，因此需要开发一种能够具备工艺简单，成本低且制备周期较短的氧化硅光波导硅晶圆衬底生产设备，以满足当今通信技术快速发展的需求。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种低损耗氧化硅光波导生长设备，包括生长台，所述生长台上固定安装有密封组件，密封组件包括两个对称设置的密封罩，两个密封罩上均固定配设有密封罩支架，两个密封罩支架均滑动设置在主支撑架上，密封罩上开设有抽气口，用于与负压泵相连接，使两个密封罩之间形成真空环境，需要说明的是，密封台板与生长台之间滑动配合，生长台上开设有与密封台板形状相同的通孔，密封台板滑动在该通孔中，密封台板既能在该通孔中小幅度滑动（通孔的上下边缘有限位凸块，控制密封台板的滑动范围），其目的是在密封罩内部为负压的时候，密封台板能够紧贴密封罩的底部，使其形成完整的密闭空间；主支撑架上固定安装有旋拉组件，旋拉组件包括驱动管道，驱动管道的底端固定安装有固定底座，固定底座上的同轴位置螺纹配设有花键丝杆，花键丝杆的表面上通过花键滑动配设有用于带动花键丝杆旋转的抬升花键齿轮，抬升花键齿轮转动设置在固定底座上（在其中一个支撑隔板的限制下无法轴向位移）；生长台上还配设有适应组件，适应组件包括密封台板，密封台板上滑动配设有四个平行设置的防转滑杆和一个螺纹丝杠，防转滑杆和螺纹丝杠的顶端固定连接有支撑台，支撑台的上表面通过隔热条固定安装有加热坩埚，加热坩埚的圆周表面配设有加热组件。

2、优选地，主支撑架固定在生长台上，生长台有上下两层平板构成，且顶部平板上开设有与密封台板滑动配合的通孔，上下两层平板之间通过支柱固定，主支撑架上还固定安装有主驱动密封电机，主驱动密封电机的输出轴上固定安装有密封丝杆，密封丝杆上螺纹套设有c形框架，c形框架滑动安装在主支撑架上，且c形框架的两端与两个密封罩支架之间通过两个密封驱动连杆活动连接，用于带动两个密封罩相对运动。

3、优选地，所述驱动管道内壁上沿轴向阵列固定安装有多个支撑隔板，支撑隔板的轴心位置开设有与花键丝杆滑动配合的通孔，驱动管道和支撑隔板上还开设有通气口，驱动管道的顶部固定安装有驱动电机，固定底座上还转动安装有与抬升花键齿轮啮合的抬升齿轮，其中驱动电机的输出轴与抬升齿轮之间通过驱动轴固定。

4、优选地，驱动管道的顶端还滑动配设有顶部复位杆，顶部复位杆的底端位于驱动管道内部的位置固定安装有与花键丝杆顶部接触配合的复位片，驱动管道通过驱动管道支架固定在主支撑架上，驱动管道支架上滑动配设有复位同步杆，复位同步杆的顶端与顶部复位杆的顶端固定连接，复位同步杆的底端固定安装有平衡环。

5、优选地，平衡环滑动套设在驱动管道的圆周表面上，平衡环的下表面对称设置有两个释放滑销，每个释放滑销的底端均固定安装有限位片，并且两个释放滑销上还滑动配设有密封环支架，密封环支架上配设有密封环，密封环与驱动管道的圆周表面滑动配合，密封罩的顶端开设有与密封环相契合的斜槽倒角，用于密封密封罩的顶部。

6、优选地，驱动管道的圆周表面还固定安装有与复位同步杆滑动配合的弹簧限位片，弹簧限位片与平衡环之间固定安装有弹簧，弹簧环绕设置在驱动管道的表面。

7、优选地，密封台板的下表面还固定安装有底部台板，底部台板与密封台板之间转动安装有两个相互啮合的螺母齿盘和适应驱动齿轮，其中螺母齿盘与螺纹丝杠螺纹配合。

8、优选地，加热组件由多个硅钼棒构成，所有的硅钼棒沿着加热坩埚的轴向阵列布置，且每个硅钼棒均能够独立控制温度，所有的硅钼棒通过加热组件支架固定在密封台板上，使加热坩埚与加热组件之间能够产生相对移动。

9、优选地，所述适应驱动齿轮上还固定安装由侧向齿轮，侧向齿轮和适应驱动齿轮均转动安装在其中一个防转滑杆上，底部台板上还转动安装有与侧向齿轮啮合的适应调节齿轮，主支撑架上固定安装有适应调节电机，适应调节电机的输出轴与适应调节齿轮之间通过传动轴传动连接。

10、本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明采用融积的方式将硅原料进行堆积成型，该方法具有更加简单的工艺步骤，同时还能提升生长效率，为氧化硅光波导提供足量的晶圆衬底；（2）本发明通过设置的密封组件和适应组件的配合，能够有效的保证氧化硅光波导晶圆衬底生产过程中不被外部环境所干扰，并且还能够让硅原料液体液面始终与凝固后的硅棒底部处于同一位置，进行逐层凝固，有效保证处凝固后的硅棒内部不会残留气泡，使得光波导内部更加的纯净，从而降低原料损耗，提升整体的性能；（3）本发明通过密封组件和旋拉组件的配合，能够对两个闭合状态密封罩的顶部进行自动密封，无需主动控制，能够减少整个生长工艺过程中的步骤，具有制备周期较短的优点。

技术特征：

1.一种低损耗氧化硅光波导生长设备，包括生长台（4），其特征在于：所述生长台（4）上固定安装有密封组件，密封组件包括两个对称设置的密封罩（306），两个密封罩（306）上均固定配设有密封罩支架（303），两个密封罩支架（303）均滑动设置在主支撑架（301）上；

2.根据权利要求1所述的一种低损耗氧化硅光波导生长设备，其特征在于：所述主支撑架（301）固定在生长台（4）上，主支撑架（301）上还固定安装有主驱动密封电机（302），主驱动密封电机（302）的输出轴上固定安装有密封丝杆（307），密封丝杆（307）上螺纹套设有c形框架（305），c形框架（305）滑动安装在主支撑架（301）上，且c形框架（305）的两端与两个密封罩支架（303）之间通过两个密封驱动连杆（304）活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种低损耗氧化硅光波导生长设备，其特征在于：所述驱动管道（201）内壁上沿轴向阵列固定安装有多个支撑隔板（202），支撑隔板（202）的轴心位置开设有与花键丝杆（208）滑动配合的通孔，驱动管道（201）和支撑隔板（202）上还开设有通气口，驱动管道（201）的顶部固定安装有驱动电机（203），固定底座（207）上还转动安装有与抬升花键齿轮（206）啮合的抬升齿轮（205），其中驱动电机（203）的输出轴与抬升齿轮（205）之间通过驱动轴（204）固定。

4.根据权利要求3所述的一种低损耗氧化硅光波导生长设备，其特征在于：所述驱动管道（201）的顶端还滑动配设有顶部复位杆（310），顶部复位杆（310）的底端位于驱动管道（201）内部的位置固定安装有与花键丝杆（208）顶部接触配合的复位片（311），驱动管道（201）通过驱动管道支架（209）固定在主支撑架（301）上，驱动管道支架（209）上滑动配设有复位同步杆（308），复位同步杆（308）的顶端与顶部复位杆（310）的顶端固定连接，复位同步杆（308）的底端固定安装有平衡环（312）。

5.根据权利要求4所述的一种低损耗氧化硅光波导生长设备，其特征在于：所述平衡环（312）滑动套设在驱动管道（201）的圆周表面上，平衡环（312）的下表面对称设置有两个释放滑销（314），每个释放滑销（314）的底端均固定安装有限位片（315），并且两个释放滑销（314）上还滑动配设有密封环支架（316），密封环支架（316）上配设有密封环（317），密封环（317）与驱动管道（201）的圆周表面滑动配合，密封罩（306）的顶端开设有与密封环（317）相契合的斜槽倒角。

6.根据权利要求5所述的一种低损耗氧化硅光波导生长设备，其特征在于：所述驱动管道（201）的圆周表面还固定安装有与复位同步杆（308）滑动配合的弹簧限位片（309），弹簧限位片（309）与平衡环（312）之间固定安装有弹簧（313），弹簧（313）环绕设置在驱动管道（201）的表面。

7.根据权利要求6所述的一种低损耗氧化硅光波导生长设备，其特征在于：所述密封台板（101）的下表面还固定安装有底部台板（102），底部台板（102）与密封台板（101）之间转动安装有两个相互啮合的螺母齿盘（103）和适应驱动齿轮（107），其中螺母齿盘（103）与螺纹丝杠（105）螺纹配合。

8.根据权利要求7所述的一种低损耗氧化硅光波导生长设备，其特征在于：所述加热组件（112）由多个硅钼棒构成，所有的硅钼棒沿着加热坩埚（113）的轴向阵列布置，且每个硅钼棒均能够独立控制温度，所有的硅钼棒通过加热组件支架（111）固定在密封台板（101）上，使加热坩埚（113）与加热组件（112）之间能够产生相对移动。

9.根据权利要求7所述的一种低损耗氧化硅光波导生长设备，其特征在于：所述适应驱动齿轮（107）上还固定安装由侧向齿轮（106），侧向齿轮（106）和适应驱动齿轮（107）均转动安装在其中一个防转滑杆（104）上，底部台板（102）上还转动安装有与侧向齿轮（106）啮合的适应调节齿轮（108），主支撑架（301）上固定安装有适应调节电机（110），适应调节电机（110）的输出轴与适应调节齿轮（108）之间通过传动轴（109）传动连接。

技术总结本发明公开了一种低损耗氧化硅光波导生长设备，涉及氧化硅生长技术领域。本发明采用融积的方式将硅原料进行堆积成型，该方法具有更加简单的工艺步骤，同时还能提升生长效率，为氧化硅光波导提供足量的晶圆衬底；通过设置的密封组件，能够有效的保证氧化硅光波导晶圆衬底生产过程中不被外部环境所干扰，使得光波导内部更加的纯净，从而降低传播损耗，提升整体的性能；通过密封组件和旋拉组件的配合，能够对两个闭合状态密封罩的顶部进行自动密封，无需主动控制，能够减少整个生长工艺过程中的步骤数量。技术研发人员：王亮,庄雅婷,姜大成,陈龙,王家俊受保护的技术使用者：扬州群发光芯科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20