[发明专利]碳化硅炉专用坩埚升降旋转机构

说明书

本发明涉及半导体设备领域。碳化硅炉专用坩埚升降旋转机构，包括升降机构，升降机构的升降滑台上安装有旋转机构，旋转机构包括旋转轴，旋转轴通过磁流体旋转密封件与升降滑台转动连接；磁流体旋转密封件的外围与波纹管装置的下端相连，波纹管装置的上端为用于连接碳化硅炉底腔的波纹管上法兰；旋转轴的下端转动连接有旋转接头，旋转接头上设有进水口和出水口；旋转轴内设有冷却回路，冷却回路的一端与进水口导通，冷却回路的另一端与出水口导通。本专利通过增设有磁流体旋转密封件，起到旋转作用和高真空密封作用。便于实现了旋转处与碳化硅炉内腔的高密封性，进而可以保证碳化硅炉内腔的高真空度，适用于第三代半导体材料的加工生产。

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，具体是升降旋转机构。

背景技术

坩埚升降旋转装置为碳化硅炉的核心传动部件之一。

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，因此未来有可能是取代前两代半导体材料的存在。第三代半导体的这些优势，很大程度上都得益于一点:它们相比前两台半导体具有更大的禁带宽度。甚至可以说，三代半导体之间的主要区分指标就是禁带宽度。因为具有上面这些优势，第三点半导体材料可以满足现代电子科技对高温、高压、高功率、高频以及高辐射等恶劣环境的要求，因此可以在航空、航天、光伏、汽车制造、通讯、智能电网等前沿行业中有大规模应用。目前主要是制造功率半导体器件。

随着半导体材料的变化，如若仍然采用传统的坩埚升降旋转装置，不利于保证拉单晶质量的提升。目前缺乏一种适用于第三代半导体材料的碳化硅的坩埚升降旋转装置。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供碳化硅炉专用坩埚升降旋转机构，以解决以上至少一个技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供了碳化硅炉专用坩埚升降旋转机构，包括升降机构，所述升降机构的升降滑台上安装有旋转机构，其特征在于，所述旋转机构包括旋转轴，所述旋转轴通过磁流体旋转密封件与所述升降滑台转动连接；

所述磁流体旋转密封件的外围与波纹管装置的下端相连，所述波纹管装置的上端为用于连接碳化硅炉底腔的波纹管上法兰；

所述旋转轴的下端转动连接有旋转接头，所述旋转接头上设有进水口和出水口；

所述旋转轴内设有冷却回路，所述冷却回路的一端与所述进水口导通，所述冷却回路的另一端与所述出水口导通。

本专利通过优化升降旋转机构的结构，通过增设有磁流体旋转密封件，起到旋转作用和高真空密封作用。从而保证旋转稳定性，跳动小，在0.01mm以内。便于实现了旋转处与碳化硅炉内腔的高密性，进而可以保证碳化硅炉内腔的高真空度，适用于第三代半导体材料的加工生产。

此外，通过旋转轴内设有冷却回路，因为旋转轴与是热场中石墨轴联结，因为有高温，必须通水进行冷却，才能保证旋转轴不会产生损坏。

进一步优选地，所述旋转轴包括上下同轴设置的上轴体以及下轴体，所述上轴体与所述下轴体固定连接；

所述上轴体开设有开口朝下的凹槽，所述凹槽内固定有上导管，所述上导管的外壁与所述凹槽之间存有导流间隙，所述上导管的顶部与所述凹槽的顶部之间存有流通间隙；

所述旋转接头上固定有一导水内管，所述导水内管的底部与所述进水口对接导通，所述导水内管伸出所述旋转接头，且伸出所述下轴体，所述导水内管与所述下轴体之间存有排水间隙；

所述导水内管的顶部与所述上导管转动连接，