本發(fā)明涉及一種晶體生長爐，尤其涉及一種高溫CVD設(shè)備的雙層石英水冷及支撐裝置。

背景技術(shù)：

CVD設(shè)備為一種常見的通過化學(xué)氣相沉積法進(jìn)行晶體生長的高溫真空設(shè)備，其可以用于生長各種高質(zhì)量的外延層材料。以碳化硅(SiC)為例，其是一種第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有寬禁帶、高擊穿電壓、高熱導(dǎo)率、高電子飽和漂移速率、高電子遷移率、小介電常數(shù)、強抗輻射性、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點，是制造高溫、高頻、大功率、抗輻射、非揮發(fā)存儲器件及光電集成器件的關(guān)鍵材料；碳化硅電力電子器件具有轉(zhuǎn)換效率高、耐高溫、抗輻射等特點，已經(jīng)逐漸在電力轉(zhuǎn)換、太陽能光伏、電動汽車、高效馬達(dá)等領(lǐng)域取代硅器件，開始嶄露頭角。碳化硅電力電子器件的性能主要取決于碳化硅外延材料的質(zhì)量，現(xiàn)有技術(shù)中，通常利用高溫CVD設(shè)備進(jìn)行碳化硅外延層材料的生長，因此設(shè)備的可靠和穩(wěn)定性也顯得尤為重要。

中國專利申請CN 103184514 A公開了一種晶體生長爐，其冷卻側(cè)壁采用石英材質(zhì)，在安裝此雙層冷卻側(cè)壁過程中采用多個法蘭配合將側(cè)壁固定住，但是使用過程中由冷卻側(cè)壁形成的收容空間需要抽真空，這樣由于負(fù)壓的原因上頂蓋和下頂蓋會沿冷卻側(cè)壁的軸向?qū)ζ溥M(jìn)行擠壓，由于法蘭盤發(fā)生的微小彈性形變以及法蘭盤之間的間隙被壓縮，在軸向應(yīng)力足夠大的情況下，石英材質(zhì)的側(cè)壁會被壓碎或壓裂。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可以對雙層側(cè)壁提供固定支撐防止其被壓裂的高溫CVD設(shè)備。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種高溫CVD設(shè)備，包括：設(shè)有內(nèi)層側(cè)壁與外層側(cè)壁的雙層側(cè)壁，以及分別設(shè)置在所述雙層側(cè)壁兩端的蓋體，其特征在于，所述雙層側(cè)壁周向設(shè)有基準(zhǔn)法蘭，所述基準(zhǔn)法蘭沿所述雙層側(cè)壁軸向固定限位至少一端的所述蓋體。

本發(fā)明一個較佳實施例中，所述蓋體包括頂蓋、上法蘭和下法蘭，且所述頂蓋、上法蘭、下法蘭和基準(zhǔn)法蘭逐層壓疊，所述上法蘭和所述下法蘭之間間隙可調(diào)整連接，或/和所述下法蘭和所述基準(zhǔn)法蘭之間間隙可調(diào)整連接。

本發(fā)明一個較佳實施例中，所述基準(zhǔn)法蘭固定在所述CVD設(shè)備外部的支撐架上。

本發(fā)明一個較佳實施例中，所述內(nèi)層側(cè)壁和所述外層側(cè)壁之間設(shè)有間隙，所述內(nèi)層側(cè)壁兩端均伸出與外層側(cè)壁的端部錯開設(shè)置。

本發(fā)明一個較佳實施例中，上法蘭設(shè)有第一膠圈槽，所述上法蘭設(shè)有第一膠圈槽，所述下法蘭設(shè)有朝向所述上法蘭的第一凸部，所述內(nèi)層側(cè)壁的端部以及其外周設(shè)有的膠圈共同 設(shè)置在所述第一膠圈槽內(nèi)，所述第一凸部沿所述雙層側(cè)壁軸向壓入所述第一膠圈槽并擠壓所述膠圈。

本發(fā)明一個較佳實施例中，所述基準(zhǔn)法蘭設(shè)有第二膠圈槽，所述下法蘭設(shè)有朝向所述基準(zhǔn)法蘭的第二凸部，所述外層側(cè)壁的端部以及其外周設(shè)有的膠圈共同設(shè)置在所述第二膠圈槽內(nèi)，所述第二凸部沿雙層側(cè)壁軸向壓入所述第二膠圈槽并擠壓所述膠圈。

本發(fā)明一個較佳實施例中，所述上法蘭和下法蘭分別通過膠條密封的抵在內(nèi)層側(cè)壁端部和外層側(cè)壁端部。

本發(fā)明一個較佳實施例中，所述雙層側(cè)壁兩端均設(shè)有的基準(zhǔn)法蘭均通過同一支撐架固定，所述支撐架限定兩所述基準(zhǔn)法蘭沿所述雙層側(cè)壁軸向的間距。

本發(fā)明一個較佳實施例中，所述上法蘭下端面和所述下法蘭上端面之間相接觸的面上設(shè)有調(diào)整凸紋，或/和所述下法蘭下端面和所述基準(zhǔn)法蘭上端面之間相接觸的面上設(shè)有調(diào)整凸紋。

本發(fā)明一個較佳實施例中，所述上法蘭下端面和所述下法蘭上端面之間墊有若干層調(diào)整墊片，或/和所述下法蘭下端面和所述基準(zhǔn)法蘭上端面之間墊有若干層調(diào)整墊片。

本發(fā)明一個較佳實施例中，所述雙層側(cè)壁采用石英材料制成。

本發(fā)明一個較佳實施例中，所述雙層側(cè)壁兩端采用相同的固定結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

(1)通過設(shè)置位置固定的基準(zhǔn)法蘭，將蓋體的位置固定住，保證蓋體位置準(zhǔn)確安裝在雙層側(cè)壁的端部的前提下，還保證了在雙層側(cè)壁內(nèi)腔負(fù)壓條件下，蓋體不會對雙層側(cè)壁進(jìn)行軸向壓迫，以致雙層側(cè)壁被壓損的情況發(fā)生。

(2)本發(fā)明設(shè)置的上法蘭、下法蘭和基準(zhǔn)法蘭兩兩配合分別通過軸向的擠壓使套在外層側(cè)壁和內(nèi)層側(cè)壁外周的膠圈產(chǎn)生徑向的形變膨脹，從而將法蘭和側(cè)壁之間密封起來，密封過程是動態(tài)的，法蘭或其他部件出現(xiàn)些許松動或形變時，由于膠圈被加壓的量較大，能抵消上述由于松動或形變產(chǎn)生的縫隙，始終保持密封；

(3)通過嚴(yán)格控制三個法蘭的厚度尺寸和間隙尺寸，以此控制因為負(fù)壓情況下上、下頂蓋對法蘭的擠壓位移較小或者為零，從而側(cè)壁端部受到的軸向應(yīng)力得到了上限控制，在側(cè)壁軸向不會有較大應(yīng)力產(chǎn)生，避免石英冷卻雙層側(cè)壁被擠產(chǎn)生碎裂；

(4)通過膠條密封側(cè)壁端部，通過膠圈密封側(cè)壁周向，保證了全方位的密封，同時與石英冷卻雙層側(cè)壁之間接觸的部件均是橡膠材質(zhì)，較硬的金屬材質(zhì)法蘭與頂蓋均不與石英冷卻雙層側(cè)壁直接接觸，其不容易碎裂；

(5)雙層結(jié)構(gòu)的側(cè)壁內(nèi)外被密封，其兩層之間也被密封，形成較好的密封結(jié)構(gòu)。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的優(yōu)選實施例的晶體生長爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一種高溫CVD設(shè)備的雙層石英水冷及支撐裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1、雙層側(cè)壁，2、內(nèi)層側(cè)壁，3、外層側(cè)壁，4、上法蘭，5、下法蘭，6、基準(zhǔn)法蘭，7、膠圈，8、第一膠圈槽，9、第二膠圈，10、第一凸部，11、第二凸部，12、頂蓋，13、支撐架，14、銅墊圈，15、膠條。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

參圖1和圖2，介紹本申請高溫CVD設(shè)備的一具體實施方式。在本實施方式中，該高溫CVD設(shè)備包括雙層側(cè)壁1、設(shè)置在雙層側(cè)壁兩端的蓋體、以及基準(zhǔn)法蘭。

如圖2所示，一種高溫CVD設(shè)備，包括：設(shè)有內(nèi)層側(cè)壁2與外層側(cè)壁3的雙層側(cè)壁1，以及分別設(shè)置在雙層側(cè)壁1兩端的蓋體，雙層側(cè)壁1周向設(shè)有基準(zhǔn)法蘭6，基準(zhǔn)法蘭6沿雙層側(cè)壁1軸向固定限位蓋體。此結(jié)構(gòu)便能夠保證法蘭與蓋體不會沿軸向?qū)㈦p層側(cè)壁1壓損。

雙層石英水冷及支撐裝置具體包括以下部件：至少一端的蓋體包括頂蓋12、上法蘭4和下法蘭5，且頂蓋12、上法蘭4、下法蘭5和基準(zhǔn)法蘭6逐層壓疊。內(nèi)層側(cè)壁2一端伸出與外層側(cè)壁3一端錯開的雙層側(cè)壁1，相錯設(shè)置的雙層側(cè)壁1可以使得內(nèi)層側(cè)壁2和外層側(cè)壁3均被法蘭擠壓箍住的密封，這樣就形成了雙層的密封結(jié)構(gòu)，兩層之間的縫隙也形成密封，方便通入冷卻水源。

逐層擠在一起的上法蘭4、下法蘭5和基準(zhǔn)法蘭6，上法蘭4和下法蘭5沿側(cè)壁軸向共同擠壓膠圈7密封內(nèi)層側(cè)壁2的外周向，下法蘭5和基準(zhǔn)法蘭6沿側(cè)壁軸向共同擠壓膠圈7密封外層側(cè)壁3的外周向，本發(fā)明的較佳實施例中，雙層側(cè)壁1、上法蘭4、下法蘭5和基準(zhǔn)法蘭6的橫截面均為圓形，法蘭將膠圈7在側(cè)壁外周固定擠壓住，形成密封結(jié)構(gòu)；同時兩個法蘭沿側(cè)壁軸向同時擠壓一個膠圈7，使膠圈7在徑向形成膨脹，這樣膠圈7對側(cè)壁的密封作用不容易受到側(cè)壁以及各法蘭位移的影響，密封穩(wěn)定性較好。

上法蘭4、下法蘭5和基準(zhǔn)法蘭6三者整體相對于雙層側(cè)壁1的軸向固定，基準(zhǔn)法蘭6相對于雙層側(cè)壁1固定設(shè)置，下法蘭5和上法蘭4依次相對固定，此結(jié)構(gòu)的一個較佳實施例為：基準(zhǔn)法蘭6被支撐架13固定，其相對于雙層側(cè)壁1固定設(shè)置，然后下法蘭5通過螺栓固定在基準(zhǔn)法蘭6上，再然后上法蘭4通過螺栓固定在下法蘭5上，這樣三個法蘭相對于被 一體的固定在支撐架13上，其相對于雙層側(cè)壁1是固定的，也即三個法蘭不會擠壓雙層側(cè)壁1的端部。

在安裝過程中，由于各個部件尺寸存在誤差，以及安裝的誤差和熱脹冷縮，法蘭上的臺階會抵住雙層側(cè)壁1的端部，在安裝過程中如果僅依靠膠圈壓縮量來限制幾個法蘭的相對位置，會導(dǎo)致法蘭之間留有縫隙以及因壓縮量過大膠圈和內(nèi)層石英件的損壞，并且抵住的應(yīng)力已經(jīng)很大，在對收容空間進(jìn)行抽真空處理，形成負(fù)壓的情況下，兩頂蓋12會對雙層側(cè)壁1的軸向在附加更多軸向應(yīng)力(該應(yīng)力相當(dāng)大)，這樣安裝過程的應(yīng)力以及負(fù)壓形成的應(yīng)力相互疊加，就容易在軸向?qū)㈦p層側(cè)壁1擠壓出現(xiàn)碎裂。為了避免上述現(xiàn)象發(fā)生，上法蘭4和下法蘭5之間間隙可調(diào)整連接，或/和下法蘭5和基準(zhǔn)法蘭6之間間隙可調(diào)整連接，可以采用以下兩種實施例：

(1)上法蘭4下端面和下法蘭5上端面之間相接觸的面上設(shè)有調(diào)整凸紋，或/和下法蘭5下端面和基準(zhǔn)法蘭6上端面之間相接觸的面上設(shè)有調(diào)整凸紋。凸紋結(jié)構(gòu)根據(jù)安裝經(jīng)驗稍微做調(diào)整，以方便改變每個法蘭的厚度，這樣法蘭上的臺階就會與雙層側(cè)壁1的端部保持合適的間隙，保證臺階對端部的應(yīng)力幾乎為零，這樣能夠擠壓住膠條15保證密封，會產(chǎn)生軸向應(yīng)力，但是應(yīng)力不會作用在石英內(nèi)壁上而是通過調(diào)整凸紋傳導(dǎo)至支撐架13。

(2)上法蘭4下端面和下法蘭5上端面之間墊有若干層調(diào)整墊片，或/和下法蘭5下端面和基準(zhǔn)法蘭6上端面之間墊有若干層調(diào)整墊片。根據(jù)安裝經(jīng)墊入不同厚度或多層調(diào)整墊片，以方便改變相鄰兩個法蘭之間的間隙，這樣法蘭上的臺階就會與雙層側(cè)壁1的端部保持合適的間隙，保證臺階對端部的應(yīng)力幾乎為零，能夠擠壓住膠條15保證密封，又不會產(chǎn)生過大軸向應(yīng)力。

上法蘭4和下法蘭5分別通過膠條15密封的抵在內(nèi)層側(cè)壁2端部和外層側(cè)壁3端部。上法蘭4和下法蘭5各設(shè)置的臺階分別通過膠條15密封的抵在內(nèi)層側(cè)壁2端部和外層側(cè)壁3端部，臺階既能夠擠壓膠條15保證密封，又能夠保證側(cè)壁不在其軸向產(chǎn)生位移。

上法蘭4設(shè)有第一膠圈槽，下法蘭5設(shè)有朝向上法蘭4的第一凸部10，內(nèi)層側(cè)壁2的端部以及其外周設(shè)有的膠圈7共同設(shè)置在第一膠圈槽內(nèi)，第一凸部10沿雙層側(cè)壁1軸向壓入第一膠圈槽并擠壓膠圈7?；鶞?zhǔn)法蘭6設(shè)有第二膠圈槽，下法蘭5設(shè)有朝向基準(zhǔn)法蘭6的第二凸部11，外層側(cè)壁3的端部以及其外周設(shè)有的膠圈7共同設(shè)置在第二膠圈槽內(nèi)，第二凸部11沿雙層側(cè)壁1軸向壓入第二膠圈槽并擠壓膠圈7。此種結(jié)構(gòu)將膠圈7卡入到側(cè)壁與法蘭共同形成的膠圈槽內(nèi)，使得膠圈7能夠嚴(yán)密的形成密封結(jié)構(gòu)，且膠圈7在被擠壓后會飽和的充墊在膠圈槽內(nèi)，銅墊圈14有助于輔助凸部對膠圈7的擠壓。同一個膠圈槽內(nèi)可以設(shè)置兩個或多個膠圈7。

如圖1和圖2所示，一種雙層冷卻側(cè)壁，包括：筒狀的雙層側(cè)壁1以及蓋在雙層側(cè)壁 1一端的頂蓋12，頂蓋12與上法蘭4密封連接。

雙層側(cè)壁1采用石英材料制成，內(nèi)層側(cè)壁2和外層側(cè)壁3之間留有間隙，間隙有助于通入冷卻的水源。雙層側(cè)壁1兩端采用相同的固定結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)，這樣收容空間就能夠被完全密封起來。

上法蘭4設(shè)有第一膠圈槽8，下法蘭5設(shè)有第一凸部10，內(nèi)層側(cè)壁2的端部以及其外周設(shè)有的膠圈7共同設(shè)置在第一膠圈槽8內(nèi)，第一凸部10沿雙層側(cè)壁1軸向壓入第一膠圈槽8并擠壓膠圈7；基準(zhǔn)法蘭6設(shè)有第二膠圈槽9，下法蘭5設(shè)有第二凸部11，外層側(cè)壁3的端部以及其外周設(shè)有的膠圈7共同設(shè)置在第二膠圈槽9內(nèi)，第二凸部11沿雙層側(cè)壁1軸向壓入第二膠圈槽9并擠壓膠圈7。

上法蘭4和下法蘭5分別通過膠條15密封的抵在內(nèi)層側(cè)壁2端部和外層側(cè)壁3端部，基準(zhǔn)法蘭6固定在CVD設(shè)備外部的支撐架13上，雙層側(cè)壁1兩端均設(shè)有的基準(zhǔn)法蘭6均通過同一支撐架13固定，支撐架13限定了兩基準(zhǔn)法蘭6沿雙層側(cè)壁1軸向的間距。

上法蘭和下法蘭之間間隙可調(diào)，下法蘭和基準(zhǔn)法蘭之間間隙可調(diào)，一種實施例的法蘭面之間的安裝結(jié)構(gòu)為：結(jié)構(gòu)上法蘭4和下法蘭5之間相接觸的面上設(shè)有調(diào)整凸紋，下法蘭5和基準(zhǔn)法蘭6之間相接觸的面上設(shè)有調(diào)整凸紋；另一種實施例的法蘭面之間的安裝結(jié)構(gòu)為：上法蘭4和下法蘭5之間墊有若干層調(diào)整墊片，下法蘭5和基準(zhǔn)法蘭6之間墊有若干層調(diào)整墊片。

以上依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定技術(shù)性范圍。