[实用新型]高温扩散炉保温器

说明书

本实用新型属于半导体生产设备领域，涉及一种有助于使高温扩散炉炉膛温度稳定的高温扩散炉保温器。

高温扩散炉是生产半导体器件的关键工艺设备之一。通用高温扩散炉的炉体包括有由三段加热通电炉丝构成的三个加热区域，依次被称为左副控区、主控区和右副控区(参见附图2中标号I、II、III)，炉体炉膛的中间部位称为恒温区。生产过程中，工人将半导体硅片放到石英管内，再送入炉膛恒温区进行扩散。就高温扩散炉设备的性能指标来说，炉内恒温区的长度取值可决定投入产品的数量，而炉膛温度的稳定与否则是保证产品质量的必要条件，因此，一台质量性能优良的高温扩散炉应具有稳定的炉膛温度和在允许范围内尽可能长的恒温区长度。

目前，高温扩散炉常见的炉体工作方式主要有两种，即两头开口的方式和一头(尾部或末端)开口另一头用保温材料(如耐火砖)封堵的方式。在两头开口的炉体中，如将炉膛中部恒温区的温度定在1250℃左右并将恒温区长度定在450～500mm时，则恒温区两头副控区的温度就必须在1280℃以上，而当两头副控区的温度定在1260℃左右时，具有1250℃主控温度的恒温区长度就不到300mm了。可见，在两头开口的炉体中恒温区的长度取决于副控区温度，而为了保住炉膛中部的温度向两头开口处扩散，以往的做法都是靠提高炉体两端左右副控区的温度。但炉膛的温度越高，对加热炉丝的寿命影响就越严重。据测试观察表明：当炉膛温度为1250℃时，炉丝的寿命为2～3年；当炉膛温度为1280℃时，炉丝寿命为0.5～1年，而当炉膛温度在1300℃以上时，炉丝烧不到10天即告报废。在硅片扩散过程中，副控区一旦断，整套炉丝便全部报废(烧断的炉丝90％以上都是副控区的位置)，致使整个高温扩散炉护体不得不被迫停机检修，进行更换炉丝和重新调试等，这一过程起码需时2～3天，期间对产品质量的影响极大，所以在生产中工人们最担心的就是炉丝被烧断。一头开口另一头用保温材料封堵的炉体较之两头开口式炉体在结构上具有明显的进步，它可使恒温区向被封堵端(末端)延长、减少末端炉丝的损坏并相应节省了电能，但它依然未能将开口端副控区的温度降下来，以至于对炉丝寿命乃至产品质量的影响仍不容乐观。

综上所述，在高温扩散炉的结构设计上若能把炉体开口处的温度降下来，也就等于增加了炉丝的寿命，同样也就间接保证了产品的质量。为此，本实用新型的目的就是提供一种可设在高温扩散炉开口端的保温器，用以降低炉体开口副控区的温度，延长炉膛恒温区长度进而提高炉体的工作性能以及加工产品的质量。

用于实现上述发明目的的技术解决方案是这样的：该高温扩散护保温器具有一个由石英材料制作的侧剖视面为U型的塞套，在塞套内设有一个由保温材料制成的保温塞芯。工作中，将保温器置放在石英管的开口端内，这样可以保住恒温区向开口副控区的散热，相应降低了副控区的温度同时也使恒温区的长度得到相应延长。

以下将结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型结构的使用形式示意图。

如图1所示，本实用新型所述及的高温扩散炉保温器由塞套1和置设于塞套1内的保温塞芯2组成。塞套1的侧向剖视面里U型，其开口端设有外翻挂边1a；保温塞芯2由内充有硅酸铝棉材料的封连石英壳体构成。

将该保温器付诸于高温扩散炉内工作的使用形式如图2所示。图2中标号I、II、III分别表示扩散炉炉膛的左副控区、恒温区、右副控区；3为放入炉膛内的石英管。使用时，将具有保温塞芯2的塞套1放置在石英管3的开口处内，并通过塞套1的外翻挂边1a将石英管3的开口端封盖。

据现场测试的结果表明，通过该保温器的使用可使高温扩散炉产生下述之效果：

一、可使炉丝寿命延长一倍以上；

二、将副控区温度设在1260℃，在同等条件下，使温度为1250℃的恒温区长度由不足300mm增加到600mm；

三、使恒温区的温度更加趋于稳定；

四、为高温扩散炉的控制器件如可控硅、快速熔断器、功率变压器等器件提供了很好的保护作用

五、较大幅度地节省了能源；

六、为操作者提供了良好的工作环境；

七、减轻了维修工的工作量。