本發(fā)明涉及高溫真空設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，特指一種真空室用高溫CVD加熱線圈結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：
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碳化硅(SiC)是一種重要的寬帶隙半導(dǎo)體材料，高溫、高頻、大功率SiC器件在新能源(光伏發(fā)電與風(fēng)電)、電動(dòng)汽車、電機(jī)控制、軌道交通、電網(wǎng)、武器裝備等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。

SiC CVD外延材料生長(zhǎng)在SiC技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)著重要地位，并發(fā)揮著重要作用，這是因?yàn)椋?、SiC CVD外延材料生長(zhǎng)是SiC功率器件制造的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)；2、SiC器件結(jié)構(gòu)材料需要通過(guò)CVD外延生長(zhǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)?800℃以下雜質(zhì)原子在SiC中的擴(kuò)散可以忽略；3、組成SiC功率器件材料的各n-型、p-型結(jié)構(gòu)層有時(shí)需要完全通過(guò)CVD外延生長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如n-IGBT器件材料；(4)SiC CVD外延材料生長(zhǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)了SiC功率器件的研發(fā)與商業(yè)化。

SiC外延生長(zhǎng)技術(shù)發(fā)展方向與趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、10kV級(jí)4H-SiC功率器件及其材料。SiC的特點(diǎn)是制造高壓、超高壓器件；2、尺寸為Ф150mm(6”)的大面積SiC外延生長(zhǎng)。除6英寸SiC晶片以商業(yè)化外，8英寸SiC晶片也已被演示，通過(guò)增大SiC晶片直徑，可降低SiC功率器件的制造成本，實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用與普及；3、低缺陷密度的SiC外延材料生長(zhǎng)，以便提高器件成品率、降低成本；4、長(zhǎng)載流子壽命技術(shù)，改善器件特性(10kV-5μs，20kV-10μs)。

作為SiC功率器件制造的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，SiC外延生長(zhǎng)設(shè)備的性能、安全性、操作性、易維護(hù)性等已成為評(píng)價(jià)外延設(shè)備的重要因素。在目前已商業(yè)化的SiC外延設(shè)備中，SiC外延生長(zhǎng)室有兩種典型的結(jié)構(gòu)，即基于不銹鋼腔室的“溫壁”CVD外延生長(zhǎng)系統(tǒng)和基于石英腔室的“熱壁”CVD外延生長(zhǎng)系統(tǒng)。所謂“熱壁”是指SiC襯底晶片四周的溫度相同，反之，如果與SiC晶片相對(duì)一側(cè)的溫度低于SiC晶片側(cè)的溫度，則該系統(tǒng)稱為“冷壁”或“溫壁”。由于“熱壁”系統(tǒng)在大面積、厚膜SiC外延生長(zhǎng)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，以及不銹鋼系統(tǒng)具有明顯的安全性優(yōu)勢(shì)。

另外，“熱壁”SiC外延生長(zhǎng)溫度一般在1550-1650℃的范圍內(nèi)，常常采用銅螺線管的高頻或中頻感應(yīng)加熱方法，而SiC外延生長(zhǎng)的基本條件是低壓(壓力為100mbar)、高溫，即在滿足高溫條件的同時(shí)，還要滿足低壓條件。

為此，本發(fā)明提出一種真空室用高溫CVD加熱線圈結(jié)構(gòu)，以解決加熱線圈與不銹鋼腔室的電絕緣與漏氣率高問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)基于不銹鋼腔室的高安全性“熱壁”SiC外延生長(zhǎng)設(shè)備所需要的低壓與高溫外延條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種真空室用高溫CVD加熱線圈結(jié)構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案：該真空室用高溫CVD加熱線圈結(jié)構(gòu)包括：不銹鋼殼體，該不銹鋼殼體中設(shè)置有水冷結(jié)構(gòu)，且該不銹鋼殼體內(nèi)形成有密閉腔室；銅管加熱線圈組件，其包括銅管加熱線圈以及安裝于銅管加熱線圈兩端的第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)和連接于第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)之間的不銹鋼基座，該銅管加熱線圈組件通過(guò)不銹鋼基座配合第一螺釘鎖固于不銹鋼殼體中，該銅管加熱線圈置于所述密閉腔室內(nèi)，該銅管加熱線圈具有供冷卻水通過(guò)的中空通道，且其兩端分別形成冷卻水進(jìn)水端和冷卻水出水端，該冷卻水進(jìn)水端和冷卻水出水端分別穿過(guò)第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)均顯露于不銹鋼殼體外；所述第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)與不銹鋼基座之間分別設(shè)置有第一、第二密封圈，且該不銹鋼基座與不銹鋼殼體內(nèi)壁之間設(shè)置有第三密封圈。

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述第一固定連接結(jié)構(gòu)包括依次套接于冷卻水進(jìn)水端外圍的第一上銅固定圓盤(pán)、第一上絕緣固定圓盤(pán)、第一下絕緣固定圓盤(pán)、第一下銅固定圓盤(pán)，其之間通過(guò)第一螺絲鎖固，其中，第一上絕緣固定圓盤(pán)及第一下絕緣固定圓盤(pán)夾緊于不銹鋼基座上下兩端，且該第一上絕緣固定圓盤(pán)下端及第一下絕緣固定圓盤(pán)上端均卡不銹鋼基座中，該第一上絕緣固定圓盤(pán)壓在第一密封圈上，第一上絕緣固定圓盤(pán)與第一上銅固定圓盤(pán)之間設(shè)置有第四密封圈。

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述不銹鋼基座設(shè)置有供所述第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)穿設(shè)的第一、第二安裝孔，且該第一、第二安裝孔外圍還分別設(shè)置于第二、第三溝槽，所述第一、第二密封圈分別置于第二、第三溝槽中，且該第一、第二密封圈上端均凸出于第二、第三溝槽外。

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述第一上銅固定圓盤(pán)和第一下銅固定圓盤(pán)分別設(shè)置有供所述冷卻水進(jìn)水端穿設(shè)的第一、第二穿孔，該第一、第二穿孔與冷卻水進(jìn)水端外壁之間均通過(guò)焊接密封固定。

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述第一上銅固定圓盤(pán)下端面設(shè)置于第一環(huán)形溝槽，所述第四密封圈置于該第一環(huán)形溝槽中，且該第四密封圈的厚度大于第一環(huán)形溝槽的深度，以致該第四密封圈下端凸出于第一環(huán)形溝槽外。

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述第一上絕緣固定圓盤(pán)下端成型有第一嵌位凸臺(tái)，該第一嵌位凸臺(tái)由上向下卡嵌于第一安裝孔中，該第一上絕緣固定圓盤(pán)抵壓于第一安裝孔上邊緣外，并壓在第一密封圈上；所述第一下絕緣固定圓盤(pán)上端成型有第二嵌位凸臺(tái)，該第二嵌位凸臺(tái)由下向上卡嵌于第一安裝孔中，該第一下絕緣固定圓盤(pán)抵壓于第一安裝孔下邊緣外，且該第一上絕緣固定圓盤(pán)與第一下絕緣固定圓盤(pán)之間設(shè)置有密封墊，該密封墊外圍與第一安裝孔內(nèi)壁密封銜接。

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述第二固定連接結(jié)構(gòu)與第一固定連接結(jié)構(gòu)相同。

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述不銹鋼殼體呈現(xiàn)長(zhǎng)方體狀，其包括底盤(pán)、若干安裝于底盤(pán)外圍的側(cè)板以及安裝于側(cè)板上端的頂蓋，該底盤(pán)及側(cè)板和頂蓋內(nèi)均設(shè)置有水冷結(jié)構(gòu)，該底盤(pán)上設(shè)置有一安裝位，所述不銹鋼基座及第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)均以可拆卸方式安裝于底盤(pán)的安裝位上。

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述底盤(pán)于安裝位外圍設(shè)置有第四環(huán)形溝槽，該第三密封圈置于該第四環(huán)形溝槽中，且該第三密封圈的厚度大于第四環(huán)形溝槽的深度，以致該第三密封圈下端凸出于第四環(huán)形溝槽外。

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述銅管加熱線圈中部纏繞形成有一呈方形或圓形的螺旋部，該螺旋部中形成有供感應(yīng)加熱體安裝的安裝空間。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下有益效果：本發(fā)明中的不銹鋼殼體及銅管加熱線圈組件均為獨(dú)立的裝配體，為組件化結(jié)構(gòu)，其之間通過(guò)可快速拆裝的方式進(jìn)行組裝，也就是說(shuō)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了組件化結(jié)構(gòu)與模塊化安裝，突破了真空室內(nèi)水冷式中加熱線圈安裝困難的瓶頸，且本發(fā)明具有成本低，安裝簡(jiǎn)單，易維護(hù)，高安全性等特點(diǎn)，令本發(fā)明具有極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。此外，本發(fā)明設(shè)計(jì)避免了不銹鋼腔室的漏氣問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了氣密封與水冷系統(tǒng)的共存結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明應(yīng)用廣泛，不但可用于SiC單晶生長(zhǎng)爐、SiC外延生長(zhǎng)爐和離子注入后高溫退火爐，還可用于SiC上石墨烯生長(zhǎng)爐、氮化鋁高溫生長(zhǎng)爐等其他高溫設(shè)備。

附圖說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明的主視圖(可內(nèi)視)；

圖2是本發(fā)明的左視圖(可內(nèi)視)；

圖3是本發(fā)明中底盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中銅管加熱線圈組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中銅管加熱線圈組件的主視圖；

圖6是本發(fā)明中第一上銅固定圓盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明中第一上絕緣固定圓盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明中不銹鋼基座的主視圖；

圖9是本發(fā)明中不銹鋼基座的后視圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

見(jiàn)圖1-9所示，為一種真空室用高溫CVD加熱線圈結(jié)構(gòu)，其包括：不銹鋼殼體1以及以可拆裝方式安裝于不銹鋼殼體1中的銅管加熱線圈組件200。

所述不銹鋼殼體1中設(shè)置有水冷結(jié)構(gòu)，且該不銹鋼殼體1內(nèi)形成有密閉腔室10；具體而言，所述不銹鋼殼體1呈現(xiàn)長(zhǎng)方體狀，其包括底盤(pán)11、若干安裝于底盤(pán)11外圍的側(cè)板12以及安裝于側(cè)板12上端的頂蓋13，該底盤(pán)11及側(cè)板12和頂蓋13內(nèi)均設(shè)置有水冷結(jié)構(gòu)，該底盤(pán)11上設(shè)置有一安裝位111。

所述銅管加熱線圈組件200包括銅管加熱線圈2以及安裝于銅管加熱線圈2兩端的第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)3、4和連接于第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)3、4之間的不銹鋼基座5，該銅管加熱線圈組件200通過(guò)不銹鋼基座5配合第一螺釘鎖固于不銹鋼殼體1中，該銅管加熱線圈2置于所述密閉腔室10內(nèi)，該銅管加熱線圈2具有供冷卻水通過(guò)的中空通道，且其兩端分別形成冷卻水進(jìn)水端21和冷卻水出水端22，該冷卻水進(jìn)水端21和冷卻水出水端22分別穿過(guò)第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)3、4均顯露于不銹鋼殼體1外；所述不銹鋼基座5及第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)3、4均以可拆卸方式安裝于底盤(pán)11的安裝位111上。

所述銅管加熱線圈2由銅管繞制形成，該銅管加熱線圈2中部纏繞形成有一呈方形或圓形的螺旋部23，該螺旋部23中形成有供感應(yīng)加熱體安裝的安裝空間，銅管加熱線圈2具有供冷卻水通過(guò)的中空通道，中空通道通冷卻水，以冷卻銅管加熱線圈。

所述第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)3、4與不銹鋼基座5之間分別設(shè)置有第一、第二密封圈61、62，且該不銹鋼基座5與不銹鋼殼體1內(nèi)壁之間設(shè)置有第三密封圈63，以致銅管加熱線圈組件200與不銹鋼殼體1形成密封裝配。

所述底盤(pán)11于安裝位111外圍設(shè)置有第四環(huán)形溝槽112，該第三密封圈63置于該第四環(huán)形溝槽112中，且該第三密封圈63的厚度大于第四環(huán)形溝槽112的深度，以致該第三密封圈63下端凸出于第四環(huán)形溝槽112外。

所述第一固定連接結(jié)構(gòu)3包括依次套接于冷卻水進(jìn)水端21外圍的第一上銅固定圓盤(pán)31、第一上絕緣固定圓盤(pán)32、第一下絕緣固定圓盤(pán)33、第一下銅固定圓盤(pán)34，其之間通過(guò)第一螺絲鎖固，其中，第一上絕緣固定圓盤(pán)32及第一下絕緣固定圓盤(pán)33夾緊于不銹鋼基座5上下兩端，且該第一上絕緣固定圓盤(pán)32下端及第一下絕緣固定圓盤(pán)33上端均卡不銹鋼基座5中，該第一上絕緣固定圓盤(pán)32壓在第一密封圈61上，第一上絕緣固定圓盤(pán)32與第一上銅固定圓盤(pán)31之間設(shè)置有第四密封圈64。所述第一上絕緣固定圓盤(pán)32與第一下絕緣固定圓盤(pán)33對(duì)稱裝配，其夾緊設(shè)置于不銹鋼基座5上下兩端，第一上銅固定圓盤(pán)31與第一下銅固定圓盤(pán)34對(duì)稱裝配。

所述第一上絕緣固定圓盤(pán)32、第一下絕緣固定圓盤(pán)33、第一下銅固定圓盤(pán)34分別設(shè)置有供上述第一螺絲穿過(guò)的第二、第三、第四通孔301、302、303，且上述第一上銅固定圓盤(pán)設(shè)置有與所述第一螺絲適配的非通透的第二螺紋孔304，該第一螺絲依次穿過(guò)第四通孔303、第三通孔302、第二通孔301后，螺旋固定于第二螺紋孔304，以致將第一上銅固定圓盤(pán)31、第一上絕緣固定圓盤(pán)32、第一下絕緣固定圓盤(pán)33、第一下銅固定圓盤(pán)34鎖固。

所述不銹鋼基座5設(shè)置有供所述第一、第二固定連接結(jié)構(gòu)3、4穿設(shè)的第一、第二安裝孔51、52，且該第一、第二安裝孔51、52外圍還分別設(shè)置于第二、第三溝槽53、54，所述第一、第二密封圈61、62分別置于第二、第三溝槽53、54中，且該第一、第二密封圈61、62上端均凸出于第二、第三溝槽53、54外。

所述不銹鋼基座5設(shè)置有與所述第一螺釘適配的非通透的第一螺紋孔501，所述底盤(pán)11于安裝位111外圍設(shè)置有與第一螺紋孔501適配的第一通孔101，該第一螺釘穿過(guò)該底盤(pán)11的第一通孔101螺旋固定于不銹鋼基座5的第一螺紋孔501中，以致將不銹鋼基座5固定于底盤(pán)11上。

所述不銹鋼基座5可設(shè)有水冷結(jié)構(gòu)，該水冷結(jié)構(gòu)為一個(gè)水槽，水槽兩端為出水口和進(jìn)水口，通過(guò)水冷方式對(duì)其進(jìn)行冷卻、散熱。

所述第一上銅固定圓盤(pán)31和第一下銅固定圓盤(pán)34分別設(shè)置有供所述冷卻水進(jìn)水端21穿設(shè)的第一、第二穿孔311、341，該第一、第二穿孔311、341與冷卻水進(jìn)水端21外壁之間均通過(guò)焊接密封固定，以此不僅保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還可保證其裝配結(jié)構(gòu)的氣密性。

所述第一上銅固定圓盤(pán)31下端面設(shè)置于第一環(huán)形溝槽312，所述第四密封圈64置于該第一環(huán)形溝槽312中，且該第四密封圈64的厚度大于第一環(huán)形溝槽312的深度，以致該第四密封圈64下端凸出于第一環(huán)形溝槽312外。

所述第一上絕緣固定圓盤(pán)32下端成型有第一嵌位凸臺(tái)321，該第一嵌位凸臺(tái)321由上向下卡嵌于第一安裝孔51中，該第一上絕緣固定圓盤(pán)32抵壓于第一安裝孔51上邊緣外，并壓在第一密封圈61上；所述第一下絕緣固定圓盤(pán)33上端成型有第二嵌位凸臺(tái)331，該第二嵌位凸臺(tái)331由下向上卡嵌于第一安裝孔51中，以此可使第一上絕緣固定圓盤(pán)32和第一下絕緣固定圓盤(pán)33穩(wěn)定包夾固定于不銹鋼基座5上，保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。另外，第一下絕緣固定圓盤(pán)33抵壓于第一安裝孔51下邊緣外，且該第一上絕緣固定圓盤(pán)32與第一下絕緣固定圓盤(pán)33之間設(shè)置有密封墊，該密封墊外圍與第一安裝孔51內(nèi)壁密封銜接，以此可進(jìn)一步保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的密閉性。

所述第二固定連接結(jié)構(gòu)4與第一固定連接結(jié)構(gòu)3相同，在此不再一一贅述。

本發(fā)明中的不銹鋼殼體1及銅管加熱線圈組件200均為獨(dú)立的裝配體，為組件化結(jié)構(gòu)，其之間通過(guò)可快速拆裝的方式進(jìn)行組裝，也就是說(shuō)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了組件化結(jié)構(gòu)與模塊化安裝，突破了真空室內(nèi)水冷式中加熱線圈安裝困難的瓶頸，且本發(fā)明具有成本低，安裝簡(jiǎn)單，易維護(hù)，高安全性等特點(diǎn)，令本發(fā)明具有極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。此外，本發(fā)明設(shè)計(jì)避免了不銹鋼腔室的漏氣問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了氣密封與水冷系統(tǒng)的共存結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明應(yīng)用廣泛，不但可用于SiC單晶生長(zhǎng)爐、SiC外延生長(zhǎng)爐和離子注入后高溫退火爐，還可用于SiC上石墨烯生長(zhǎng)爐、氮化鋁高溫生長(zhǎng)爐等其他高溫設(shè)備。

當(dāng)然，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并非來(lái)限制本發(fā)明實(shí)施范圍，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。