[发明专利]一种用于磷化铟制备的高压炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高压炉，尤其涉及一种配置有炉内三维操作杆用于磷化铟制备的高压炉。

背景技术

用于化合物半导体的高压炉，设计的机械手有两类：平衡式和磁耦式。前者在推动机械手的上方有一油压缸，有高压管道和炉腔连通，避免了因炉内压力（10MPa）太大而无法操作的难题。磁耦式是在高压炉腔外部设一根和炉腔连通的高压管件，内置机械手，机械手的动作靠高压管外的磁铁通过磁耦合来启动，也避免了炉内压力太大带来的困难。现有技术的不足之处在于，这两类机械手只能在一维范围内用手推拉，不能实现复杂精确的三维动作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种配置有炉内三维操作杆用于磷化铟制备的高压炉。本发明采用螺杆直线电动机，在低速推动时有较大的速度调节范围，同时有各种推力的型号，在克服高压炉内4.0-10MPa压力下，选择适用的电机。根据工艺要求，设计了可以使操作杆上、下、旋转移动的导轨，保证了精确按照工艺要求的操作，完成了平衡式和磁耦式机械手无法完成的操作。

本发明采取的技术方案为：一种用于磷化铟制备的高压炉，包括炉体外壳、炉腔，炉腔内设有加热器，加热器中设有坩埚，加热器与炉体外壳之间设有热保护系统，还包括操作杆，操作杆穿过炉体外壳顶部的第一通孔进入炉腔，第一通孔采用多重高压密封；操作杆上设有推进装置、旋转装置。

推进装置包括操作杆上设计为螺杆的部分、螺杆直线电机，二者相互配合。

旋转装置包括操作杆上设有的凸起、设有导轨的套筒，套筒套在操作杆上并固定在炉体外壳上；凸起与导轨相互配合并可以在导轨中滑动。

导轨为沿套筒内壁延伸的曲线。凸起在导轨中滑动并带动操作杆旋转。

操作杆在炉腔内连接有磷炉，磷炉设有磷泡、副加热器；磷泡底部设有排出管。

坩埚由氮化硼制成。

热保护系统由石墨和碳毡构成。

拉晶杆穿过炉体外壳顶部的第二通孔进入炉腔，用于拉伸磷化铟晶体柱。

与现有技术相比，本发明中螺杆直线电机启动后，可以在规定的时间内，将机械手操纵的工件安放到所需要的位置，而无需人工的调节控制；采用螺杆直线电机作动力，代替了高压单晶炉内平衡式和磁耦式的手动装置，大大简化了部件结构；采用三维导轨，结合螺杆直线电机，可以使机械手的动作实现三维运动，满足了高压炉原位合成—引上磷化铟晶棒的工艺要求。

说明书附图

图1为本发明的结构示意图；

图2为操作杆局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图、附表及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

参见图1、图2，一种用于磷化铟制备的高压炉，包括炉体外壳5、炉腔4，炉腔4内设有加热器3，加热器3中设有氮化硼坩埚2，加热器3与炉体外壳5之间设有热保护系统10，热保护系统由石墨和碳毡构成。金属铟1在氮化硼坩埚2中被加热。还包括操作杆7，操作杆7穿过炉体外壳5顶部的第一通孔进入炉腔4，第一通孔采用多重高压密封14；操作杆7上设有推进装置、旋转装置。

推进装置包括操作杆7上设计为螺杆的部分11、螺杆直线电机12，二者相互配合。旋转装置包括操作杆7上设有的凸起、设有导轨13的套筒，套筒套在操作杆7上并固定在炉体外壳5上；凸起与导轨13相互配合并可以在导轨13中滑动。

导轨13为沿套筒内壁延伸的曲线，凸起在导轨13中滑动并带动操作杆7旋转。操作杆在炉腔内连接有磷炉15，磷炉设有磷泡9、副加热器8；磷泡底部设有排出管16，用于向氮化硼坩埚2中注入磷。籽晶杆6穿过炉体外壳5顶部的第二通孔进入炉腔4，用于提拉磷化铟晶体。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围之内。