[发明专利]一种面向炉内清洁环境条件下熔液的高温传感器

说明书

本发明公开了一种面向炉内清洁环境条件下熔液的高温传感器，属于高温传感器技术领域，包括温度感知元件、长型绝缘套管、长型保护管、T型法兰盘和温度转换模块；长型保护管的前端密封，长型保护管内封装有长型绝缘套管，长型保护管的后端内侧和长型绝缘套管连接，长型绝缘套管的通孔中安装有温度感知元件，温度感知元件前端同长型保护管前端内部接触或者不接触，温度感知元件的后端同温度转换模块连接，长型保护管后端外侧同T型法兰盘套接，高温传感器工作时，长型保护管浸入高温熔液感知温度或长型保护管不浸入高温熔液感知硅蒸汽温度。本发明高温传感器能够直接测量单晶炉内洁净熔液，具有高精度、耐高温、耐腐蚀、热震性好、成本低等优点。

技术领域

本发明属于高温传感器技术领域，具体涉及一种面向炉内清洁环境条件下熔液的高温传感器。

背景技术

微电子行业中，半导体器件的基材一般都采用单晶体，单晶体主要通过单晶炉高温环境条件下采用直拉法生长无错位单晶。作为单晶体生长的重要参数，温度主要决定能否成晶，合理稳定的温度场分布能够确保生产出高品质的单晶体，反之则会造成单晶生长过程中产生各种缺陷，影响质量。研究开发一种炉内清洁环境条件下能够直接测量材料熔液温度的高温传感器，实时监测熔液温度的变化，对控制温度场的稳定性具有重要作用，进而保证单晶体生产的高品质，炉内清洁环境条件下测量熔液的高温传感器的发展对微电子器件的成品质量有很重要的意义。

为了实现对炉内熔液温度场进行测量并及时反馈修正，目前各种直接和间接的高温传感器已被提出和开发出来。直接测量炉内高温熔液的传感器主要有热电偶高温传感器、接触式光纤高温计，二者主要应用在敞开式炉内熔液温度测量，针对于炉内清洁环境条件下的洁净高温熔液测量用传感器还未见报道。间接测量分为通过热力学传导特性计算和利用光学法测量辐射特性达到测温两大类，具体主要有辐射测温法、声学测温法及图像处理测温法等。间接测量法过程中，由于熔液受到现场环境、中间介质、气氛等影响，给精确测量炉内熔液温度带来困扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向炉内清洁环境条件熔液的高温传感器，该高温传感器能够直接测量单晶炉内洁净熔液温度，具有高精度、耐高温、耐腐蚀、热震性好、成本低等优点。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种面向炉内清洁环境条件熔液的高温传感器，包括温度感知元件、长型绝缘套管、长型保护管、T型法兰盘和温度转换模块；长型保护管的前端密封，长型保护管内封装有长型绝缘套管，长型保护管的后端内侧和长型绝缘套管连接，长型绝缘套管的通孔中安装有温度感知元件，温度感知元件前端同长型保护管前端内部接触或者不接触，温度感知元件的后端同温度转换模块连接，长型保护管后端外侧同T型法兰盘套接，高温传感器工作时，长型保护管浸入高温熔液感知温度或长型保护管不浸入高温熔液感知硅蒸汽温度。

本发明高温传感器基于B型热电偶的长型高温传感器，长型保护管与T型法兰盘结合的方式，将在保留热电偶传感器的优点的同时，尤其适用于单晶炉内洁净环境条件下的高温熔液温度的直接测量；温度感知元件前端同长型保护管前端内部直接接触或者不接触，能够利用热传导直接感知高温熔液温度；T型法兰盘能够很好的同单晶炉进行有效的机械连接，并起到隔绝单晶炉内外的气体环境。因此，本发明高温传感器基于B型热电偶，进行长型、洁净化、耐高温化设计，能够直接测量单晶炉内洁净熔液，具有高精度、耐高温、耐腐蚀、热震性好、成本低等优点。

优选地，温度感知元件为B型热电偶，B型热电偶为铂铑热电偶或钨铼热电偶。B型热电偶的电极材料为铂铑合金或钨铼合金，其中，铂铑合金为铂铑合金30-铂铑合金6，因此，该温度感知元件可以满足被测熔液至炉外电路的长距离直接测量需求，可在0-1600℃内长期使用。