[发明专利]一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉

说明书

本发明公开了一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统，包括螺旋形的感应线圈、承载感应线圈的底座。所述底座包括旋转固定座及覆盖于旋转固定座上的旋转支座；所述感应线圈安装在旋转支座上，旋转支座旋转带动感应线圈沿感应线圈的中轴线旋转；通过调控感应线圈的旋转周期和旋转角度来控制感应线圈的磁场分布，从而调整温度场的分布。

技术领域

本发明属于硅长晶炉技术领域。

背景技术

碳化硅晶体生长炉为高温炉，主要采用中频感应加热的方式，最高设计温度可达2400℃，由于中频感应加热主要为电磁感应原理，通过中频交流电在感应线圈中产生高密度的磁力线，并切割感应线圈中的晶体材料，产生很大的涡流并产生热量。其加热方式升温速度快，生产效率高。

如公开号为113136618A的中国发明专利申请中，即公开一种单晶炉。该单晶炉中以感应线圈作为加热器件，该感应线圈以螺旋形围绕保温组件。感应线圈用于产生交变磁场，使坩埚件产生涡流，以使坩埚件产生热量。但在包括该113136618A号专利申请内的现有技术中，主要是通过感应线圈的升降和坩埚的旋转来调节炉体中的温度场。然而现有技术中的碳化硅感应加热炉主要是通过感应线圈的升降和坩埚的旋转来调节炉体中的温度场，感应线圈无法旋转运动。同时因为感应线圈结构和安装的偏差会对感应线圈磁场的分布产生影响。同时在长晶过程中因为坩埚旋转存在无规律的震动，该震动会对晶体的生长带来直接的影响。坩埚旋转造成结构的复杂和稳定性的下降，从而影响炉体中温度场的分布。晶体在生长过程中，热场的径向均匀性直接影响晶体的生长品质与缺陷。

如，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是通过感应线圈的旋转替代坩埚的旋转提高加热磁场的均匀性，优化结构设计和提高结构的稳定性，避免了因为坩埚旋转带来的无规律的震动对长晶品质的影响。

技术方案：为解决上述问题，本发明可采用以下技术方案：

一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统，包括螺旋形的感应线圈、承载感应线圈的底座；所述底座包括固定座及围绕固定座的旋转支座；所述感应线圈安装在旋转支座上，旋转支座旋转带动感应线圈沿感应线圈的中轴线旋转；所述旋转固定座包括进水冷导电环内环及固定于进水冷导电环内环上的出水冷导电环内环；旋转支座包括进水冷导电环外环及固定于进水冷导电环外环上的出水冷导电环外环；所述进水冷导电环内环与进水冷导电环外环的连接处设有进水冷却水路；出水冷导电内环与出水冷导电环外环的连接处设有出水冷却水路；进水冷导电内环下方设有第一下进水冷电缆接头、出水冷导电内环下方设有第二下进水冷电缆接头；出水冷导电环外环侧面设有第一上进水冷电缆接头；进水冷导电环外环侧面设有第二上进水冷电缆接头；进水冷却水路、出水冷却水路通过第一下进水冷电缆接头、第二下进水冷电缆接头、第一上进水冷电缆接头、第二上进水冷电缆接头连接形成冷却水通路；还包括驱动旋转支座转动的驱动装置；所述驱动装置包括电机及安装在电机输出轴上的齿轮，所述旋转支座为圆盘形结构，且旋转支座的周向设置一圈与齿轮啮合的齿轮盘，齿轮转动带动旋转支座转动。

进一步的，所述出水冷导电环外环上表面向内延伸有上台阶环，进水冷导电环外环底表面向内延伸有下台阶环；所述固定支座的顶面抵靠于上台阶环；固定支座的底面抵靠于下台阶环；固定支座与上台阶环及下台阶环之间采用面接触，表面经过处理后形成滑动轴承结构，同时通过面接触形成导电通路。

进一步的，第一上进水冷电缆接头和第二上进水冷电缆接头通过金属软管连接。

进一步的，第一下进水冷电缆接头、第二下进水冷电缆接头、第一上进水冷电缆接头、第二上进水冷电缆接头将电源端的电流和冷却水输送到进水冷导电环和出水冷导电环，同时将冷却水和电流传输至感应线圈。

有益效果：相对于现有技术，本发明感应加热设备具有以技术效果：