一种碳化硅炉下传动结构及碳化硅炉的制作方法

本申请涉及晶体制备，特别涉及一种碳化硅炉下传动结构及碳化硅炉。

背景技术：

1、第三代半导体碳化硅(sic)具有禁带宽度宽、击穿电压高、饱和漂移速度大、热导率高等特点，有利于高压、高温、高频功率器件的应用。近年来pvt-sic技术在提高晶体质量、降低成本问题上遇到了严重障碍，通过溶液生长以相当大的速度生产出高质量的sic单晶已被报道，液相中的sic块体生长需要比升华或沉积过程更低的温度，并且它在生产p型sic衬底方面表现出卓越的性能。

2、根据液相法碳化硅长晶工艺要求，放置硅料的坩埚需要具备升降、自转的功能，且具有较高的精度要求，同时需要对坩埚底部进行实时测温，因此需要稳定可靠的下传动结构以满足需求。

技术实现思路

1、本申请公开了一种碳化硅炉下传动结构及碳化硅炉，用于实现坩埚的升降、自转以及实时测温。

2、为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

3、第一方面，本申请实施例提供一种碳化硅炉下传动结构，包括：支架、直线升降机构、安装架、磁流体密封件、转接水嘴、滑环结构、坩埚轴、旋转机构和高温计；

4、所述直线升降机构与所述安装架传动连接，用于驱动所述安装架相对所述支架升降；

5、所述坩埚轴通过所述磁流体密封件与所述安装架转动连接；所述坩埚轴具有沿轴向延伸的测温通道和冷却通道；所述坩埚轴包括相对的第一端和第二端，所述测温通道由所述第一端至所述第二端贯穿所述坩埚轴；所述冷却通道围设于所述测温通道外侧；所述坩埚轴贯穿所述转接水嘴和所述滑环结构；

6、所述旋转机构固设于所述安装架，并与所述坩埚轴传动连接，用于驱动所述坩埚轴自转；

7、所述高温计固设于所述第二端，且所述高温计的采集方向朝向所述测温通道；

8、所述滑环结构通过所述转接水嘴与所述冷却通道连通，用于为所述坩埚轴提供冷却流体；所述滑环结构还与所述高温计电连接，用于为所述高温计提供电力。

9、上述碳化硅炉下传动结构用于带动坩埚升降以及自转。具体地，碳化硅炉下传动结构整体通过支架进行位置固定，支架上的安装架通过直线升降机构驱动并相对支架升降，坩埚轴通过磁流体转动安装于安装架，从而安装架升降时会同步带动坩埚轴升降。坩埚轴通过旋转机构驱动相对支架进行自转。坩埚轴为中空结构，具有中空的测温通道以及围绕测温通道的冷却通道，冷却流体如水或者空气自滑环结构经转接水嘴进入冷却通道而后经转接水嘴和滑环结构排出，实现冷却流体的循环流动，避免坩埚轴因温度过高造成的变形甚至损坏。本申请实施例提供的碳化硅炉下传动结构将高温计固设于坩埚轴的第二端，坩埚轴的第一端用于固定坩埚，测温通道沿第一端至第二端贯穿坩埚轴，从而实现高温计经测温通道测量坩埚底部的温度。由于高温计同坩埚轴同步转动，通过滑环结构为高温计提供电力，避免高温计的线缆因转动拧结。

10、在一些实施例中，所述滑环结构包括壳体、第一转动部和第二转动部；

11、所述壳体与所述安装架相对固定，沿所述第一端至所述第二端方向，所述壳体包括第一轴段和第二轴段；

12、所述冷却流体入口和所述冷却流体出口均位于所述第一轴段，所述第一转动部固设于所述坩埚轴外部且与所述第一轴段转动连接，所述第一转动部上设置有与所述冷却流体入口连通的第一通道以及与所述冷却流体出口连通的第二通道，所述第一通道和所述第二通道均通过所述转接水嘴与所述冷却通道连通；

13、所述第二轴段设置有第一导电部，所述第二转动部设于所述坩埚轴外部且与所述第二轴段转动连接；所述第二转动部上设置有与所述第一导电部配合的第二导电部；所述第二导电部与所述高温计通过线缆电连接。

14、在一些实施例中，所述高温计通过安装板和固定板安装于所述第二端；

15、所述安装板包括锁紧板和转接板，所述锁紧板与所述第二端通过锁紧件锁紧，所述固定板位置可调地安装于所述转接板；所述高温计固设于所述固定板；

16、所述锁紧板具有测温窗口。

17、在一些实施例中，所述测温窗口包括透明盖板，所述锁紧板用于将所述透明盖板安装于所述第二端，以封堵所述测温通道。

18、在一些实施例中，所述滑环结构包括气体入口以及连通所述气体入口和所述测温通道的第三通道。

19、在一些实施例中，所述第一端设置有锥形槽，所述锥形槽沿所述第一端至所述第二端方向径向尺寸逐渐减小。

20、在一些实施例中，所述直线升降机构包括升降电机以及与所述升降电机传送连接的丝杠，所述丝杠转动安装于所述支架，所述安装架与所述丝杠螺纹配合。

21、在一些实施例中，所述支架上设置有与所述丝杠平行设置的滑轨，所述安装架与所述滑轨滑动连接。

22、在一些实施例中，所述旋转机构包括旋转电机以及与所述旋转电机传动连接的带轮组件，所述旋转电机安装于所述安装架；

23、所述带轮组件包括主动轮、从动轮和楔形带，所述主动轮和从动轮通过所述楔形带传动连接；所述从动轮套设于所述坩埚轴并相对固定。

24、第二方面，本申请实施例提供一种碳化硅炉，包括如第一方面实施例中任一种碳化硅炉下传动结构。

技术特征：

1.一种碳化硅炉下传动结构，其特征在于，包括：支架、直线升降机构、安装架、磁流体密封件、转接水嘴、滑环结构、坩埚轴、旋转机构和高温计；

2.根据权利要求1所述的碳化硅炉下传动结构，其特征在于，所述滑环结构包括壳体、第一转动部和第二转动部；

3.根据权利要求2所述的碳化硅炉下传动结构，其特征在于，所述高温计通过安装板和固定板安装于所述第二端；

4.根据权利要求3所述的碳化硅炉下传动结构，其特征在于，所述测温窗口包括透明盖板，所述锁紧板用于将所述透明盖板安装于所述第二端，以封堵所述测温通道。

5.根据权利要求1所述的碳化硅炉下传动结构，其特征在于，所述滑环结构包括气体入口以及连通所述气体入口和所述测温通道的第三通道。

6.根据权利要求1所述的碳化硅炉下传动结构，其特征在于，所述第一端设置有锥形槽，所述锥形槽沿所述第一端至所述第二端方向径向尺寸逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的碳化硅炉下传动结构，其特征在于，所述直线升降机构包括升降电机以及与所述升降电机传送连接的丝杠，所述丝杠转动安装于所述支架，所述安装架与所述丝杠螺纹配合。

8.根据权利要求7所述的碳化硅炉下传动结构，其特征在于，所述支架上设置有与所述丝杠平行设置的滑轨，所述安装架与所述滑轨滑动连接。

9.根据权利要求1所述的碳化硅炉下传动结构，其特征在于，所述旋转机构包括旋转电机以及与所述旋转电机传动连接的带轮组件，所述旋转电机安装于所述安装架；

10.一种碳化硅炉，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的碳化硅炉下传动结构。

技术总结本申请涉及晶体制备领域，公开一种碳化硅炉下传动结构及碳化硅炉。碳化硅炉下传动结构包括支架、直线升降机构、安装架、磁流体密封件、转接水嘴、滑环结构、坩埚轴、旋转机构和高温计；直线升降机构与安装架传动连接；坩埚轴通过磁流体密封件与安装架转动连接；坩埚轴具有沿轴向延伸的测温通道和冷却通道；坩埚轴包括相对的第一端和第二端，测温通道由第一端至第二端贯穿坩埚轴；坩埚轴贯穿转接水嘴和滑环结构；旋转机构固设于安装架，并与坩埚轴传动连接；高温计固设于第二端，且高温计的采集方向朝向测温通道；滑环结构通过转接水嘴与冷却通道连通；滑环结构还与高温计电连接，用于为高温计提供电力。技术研发人员：袁静,魏松涛,郭大伟,李欢,缪庆光受保护的技术使用者：北京京运通科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6