一种新型的感应加热结构的制作方法

1.本发明涉及碳化硅长晶设备领域，具体是碳化硅炉加热器。


背景技术：

2.碳化硅炉是运用物理气相输运法(pvt)生长晶体，在一定气氛、压强条件下，将石墨坩埚内加入碳化硅原料后，高温加热升华，输运至生长籽晶处后凝华结晶生长，坩埚可实现在线圈内旋转，线圈可以相对热场升降，进行位置调整，以匹配温度场。
3.加热器是碳化硅晶体生长炉的主要部件。随着半导体行业的蓬勃发展，半导体材料已经从第一代演变为现在的第三代。第一代半导体材料的代表硅，功率在100w左右，但是频率只有大约3ghz；第二代的代表砷化镓，功率不足100w，但频率却能达到100ghz。因此前两代半导体材料更多是互为补充的关系。而第三代半导体的代表氮化镓和碳化硅，功率可以在1000w以上，频率也可以接近100ghz，优势非常明显。
4.现有的碳化硅晶体的碳化硅长晶炉的加热器存有如下缺陷：
5.1)结构复杂，安装困难，调试费时，效率低；
6.2)加热器炉内对中困难，与电极连接时高度偏差很难对接；
7.3)与电极连接时，拆卸不方便；
8.4)与电极对接后真空密封不太好，影响设备整体真空检漏。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种新型的感应加热结构，以解决以上至少一个技术问题。
10.为了达到上述目的，本发明提供了一种新型的感应加热结构，包括加热器本体，所述加热器本体包括线圈组件以及支撑线圈组件的安装底座，其特征在于，所述安装底座通过对中结构安装在碳化硅长晶炉内；
11.所述对中结构包括设置在所述安装底座下侧的外凸的定位台阶以及开设有在所述碳化硅长晶炉中心位置的内凹的台阶孔，所述台阶孔用于嵌入所述定位台阶；
12.所述安装底座上开设有周向排布的腰形孔，所述安装底座通过穿过所述腰形孔的螺丝固定在所述碳化硅长晶炉内；
13.所述安装底座上固定有向上延伸的中空柱；
14.所述线圈组件包括支撑脚，所述支撑脚上开设有穿过调节螺杆的穿孔，所述调节螺杆的底部与所述中空柱螺纹连接，所述调节螺杆的顶部螺纹连接有锁紧螺母。
15.本发明通过对中结构，实现了线圈组件的快速对中安装。通过腰形孔，便于实现了线圈组件周向上角度位置的调整。通过线圈组件以及安装底座的连接结构的优化，便于实现了方便调节加热器的高度。将高度调节到与炉体侧面的电极安装孔对齐，同时加热器的水平位置也可以调节到所需要精度。
16.进一步优选的，所述线圈组件还包括至少三个周向排布的陶瓷柱，每个陶瓷柱的
底部可拆卸连接有所述支撑脚；
17.所述陶瓷柱上开设有线圈定位安装孔；
18.所述线圈组件包括线圈，所述线圈上固定有铜螺柱，所述铜螺柱穿过所述线圈定位安装孔后，通过铜螺母锁紧固定。
19.保证线圈的匝间距，使其发出的热量均匀。
20.进一步优选的，所述线圈组件还包括设置在所述碳化硅长晶炉外侧的铜电极；
21.所述铜电极与所述线圈可拆卸连接。
22.便于组装。
23.进一步优选的，所述线圈的端部焊接固定有连接法兰；
24.且所述铜电极与所述连接法兰之间夹设有密封圈。确保真空与冷却水不泄漏。
25.还包括卡箍，所述卡箍夹持固定所述铜电极以及连接法兰。
26.便于铜电极与线圈的可拆卸设置。
27.进一步优选的，所述卡箍包括两个相对设置的夹持件，所述夹持件通过螺栓可拆卸连接。
28.进一步优选的，所述夹持件的内壁开设有断面为内宽外窄梯形的卡槽；
29.所述铜电极以及所述连接法兰拼合后的外侧结构与所述卡槽相匹配。
30.进一步优选的，所述碳化硅长晶炉的侧壁安装有水冷法兰，所述铜电极从所述水冷法兰中延伸出所述碳化硅长晶炉；
31.所述铜电极与所述水冷法兰之间设有密封结构。
32.进一步优选的，所述密封结构包括绝缘套、密封法兰、法兰密封圈以及电极密封圈；
33.所述密封法兰与所述水冷法兰可拆卸连接，且所述密封法兰与水冷法兰之间安装有所述法兰密封圈；
34.所述密封法兰套设在所述铜电极的外围，且所述密封法兰与所述铜电极之间安装有所述电极密封圈；
35.所述铜电极上固定有所述绝缘套，所述密封法兰的内侧与所述绝缘套的外侧相抵；
36.所述绝缘套插接设置在所述水冷法兰上的安装孔内。
37.进一步优选的，所述密封法兰为特氟龙。
38.进一步优选的，所述水冷法兰上开设有两个插接绝缘套的安装孔，两个安装孔用于所述线圈的两端连接的铜电极的延伸。
39.有益效果:
40.1)其结构便于安装，也方便调节水平与高度，更容易与炉外电极连接，是一种新型的加热器结构，现已批量应用于实际生产中。
41.2)线圈的位置可多维度调整。在炉内底盘下设计有定位台阶，线圈底座直接定位在炉底中心；在线圈底座的圆周内设计有圆周腰形孔，以及三个带有内螺纹的圆柱，方便调节加热器水平圆周方向的角度和高度；加热器三个支撑脚设计可以调节高度的调节轴，便于调节加热器的水平高度。
42.3)线圈上均布有螺柱，通过铜螺母与三个陶瓷柱固定支撑。
43.4)线圈与铜电极之间通过卡箍连接，密封面设计有o形圈，既能使内部冷却水不渗漏，又能确保真空密封，安装上方便拆卸。铜电极与密封法兰之间设计有陶瓷绝缘套、o形密封圈，铜电极能方便与整个真空腔体的拆装。
附图说明
44.图1为本发明具体实施例1的轴向上的一种剖视图；
45.图2为本发明具体实施例1径向上的一种剖视图；
46.图3为本发明具体实施例1线圈与铜电极连接处的剖视图。
47.其中：1为碳化硅长晶炉；3为安装底座；4为调节螺杆；5为支撑脚；6为锁紧螺母；7为陶瓷柱；8为线圈；9为铜螺母；10为螺丝；11为铜电极；12为卡箍；13为密封圈；14为绝缘套；15为水冷法兰；16为法兰密封圈；17为电极密封法兰；18为电极密封圈。
具体实施方式
48.下面结合附图对本发明做进一步的说明。
49.具体实施例1，参见图1至图3，一种新型的感应加热结构，包括加热器本体，加热器本体包括线圈组件以及支撑线圈组件的安装底座3，安装底座3通过对中结构安装在碳化硅长晶炉1内；对中结构包括设置在安装底座3下侧的外凸的定位台阶以及开设有在碳化硅长晶炉1中心位置的内凹的台阶孔，台阶孔用于嵌入定位台阶；安装底座3上开设有周向排布的腰形孔，安装底座3通过穿过腰形孔的螺丝10固定在碳化硅长晶炉1内；安装底座3上固定有向上延伸的中空柱；线圈组件包括支撑脚5，支撑脚5上开设有穿过调节螺杆4的穿孔，调节螺杆4的底部与中空柱螺纹连接，调节螺杆4的顶部螺纹连接有锁紧螺母6。本发明通过对中结构，实现了线圈组件的快速对中安装。通过腰形孔，便于实现了线圈组件周向上角度位置的调整。通过线圈组件以及安装底座3的连接结构的优化，便于实现了方便调节加热器的高度。将高度调节到与炉体侧面的电极安装孔对齐，同时加热器的水平位置也可以调节到所需要精度。调节螺杆4的外壁上设有抵住支撑脚的底部的限位突起。限位突起与锁紧螺母夹持支撑脚。中空柱上与螺母相抵，螺母与调节螺杆螺纹连接。便于位置锁定。
50.线圈组件还包括至少三个周向排布的陶瓷柱7，每个陶瓷柱7的底部可拆卸连接有支撑脚5；陶瓷柱7上开设有线圈定位安装孔；线圈组件包括线圈8，线圈8上固定有铜螺柱，铜螺柱穿过线圈定位安装孔后，通过铜螺母9锁紧固定。保证线圈的匝间距，使其发出的热量均匀。
51.参见图3，线圈组件还包括设置在碳化硅长晶炉1外侧的铜电极11；铜电极11与线圈可拆卸连接。便于组装。所述线圈的端部焊接固定有连接法兰；且所述铜电极与所述连接法兰之间夹设有密封圈。密封圈位于线圈端部的外侧。还包括卡箍12，卡箍12夹持固定铜电极11以及连接法兰。便于铜电极11与线圈的可拆卸设置。卡箍12包括两个相对设置的夹持件，夹持件通过螺栓可拆卸连接。夹持件的内壁开设有断面为内宽外窄梯形的卡槽；铜电极11以及连接法兰拼合后的外侧结构与卡槽相匹配。碳化硅长晶炉1的侧壁安装有水冷法兰15，铜电极11从水冷法兰15中延伸出碳化硅长晶炉1；铜电极11与水冷法兰15之间设有密封结构。密封结构包括绝缘套14、密封法兰17、法兰密封圈16以及电极密封圈18；密封法兰17与水冷法兰15可拆卸连接，且密封法兰17与水冷法兰15之间安装有法兰密封圈16；密封法
兰17套设在铜电极11的外围，且密封法兰17与铜电极11之间安装有电极密封圈18；铜电极11上固定有绝缘套14，密封法兰17的内侧与绝缘套14的外侧相抵；绝缘套14插接设置在水冷法兰15上的安装孔内。密封法兰17为特氟龙。水冷法兰15上开设有两个插接绝缘套14的安装孔，两个安装孔用于线圈的两端连接的铜电极11的延伸。绝缘套为陶瓷。
52.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。