[实用新型]一种内置式PBN烘烤炉膛隔热装置

说明书

本实用新型属于半导体晶体制造领域，具体公开了一种内置式PBN烘烤炉膛隔热装置，所述隔热装置设置在炉膛出口处，所述隔热装置为耐高温、耐腐蚀、结构稳定性高的材料制成的两端密闭的管状结构，所述管状结构的外管壁与炉膛出口处内壁贴合设置，所述管状结构的两端尺寸不大于炉膛出口处尺寸，在所述管状结构的内腔填充纤维隔热介质，所述管状结构的内腔设有贯穿两端的通孔，管状结构的外端设有提手。本实用新型隔热装置有效减少PBN烘烤过程炉膛内头、尾部温度差异，满足炉膛内不同位置PBN坩埚对温度的要求，提高使用该PBN坩埚生产晶体生长成功率，提高晶体生长的生产效率；同时也提高PBN烘烤过程热量的利用率，降低烘烤炉设备的用电功耗，节约用电成本。

技术领域

本实用新型涉及半导体晶体制造领域，具体涉及一种内置式PBN烘烤炉膛隔热装置。

背景技术

PBN在烘烤过程中，需要装入在洁净的石英炉膛中。而石英炉膛的结构必须有一个开口才能放得进PBN。在石英炉膛的底部，是半球形状密封状态，所以在其底部外的炉膛位置可以放置陶瓷纤维毯阻止热量散失。但是在石英炉膛的头部，是一个敞开的结构，不能使用陶瓷纤维填充阻止热量散失。如图1所示，在炉膛口出处，大量的热量散失，导致靠管炉膛口的炉膛内温度非常低，远远达不到PBN坩埚氧化需要的900℃，由于有效氧化炉温不足，导致PBN前段氧化程度不足，PBN异核栾晶概率大幅增加。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种内置式PBN烘烤炉膛隔热装置，该装置可减少使用过程中炉膛内头、尾部温度差异，满足炉膛内不同位置PBN坩埚对温度的要求。

具体方案如下：

一种内置式PBN烘烤炉膛隔热装置，所述隔热装置设置在炉膛出口处，所述隔热装置为高稳定性耐高温材料制成的两端密闭的管状结构，所述管状结构的外管壁与炉膛出口处内壁贴合设置，所述管状结构的两端尺寸不大于炉膛出口处尺寸，在所述管状结构的内腔填充隔热介质，所述管状结构的内腔设有贯穿两端的通孔，所述管状结构的外端设有提手。

本实用新型隔热装置用高稳定性耐高温材料密封封装，无需担心里面隔热介质的污染，同时隔热装置可以用酸液等药液进行反复的浸泡清洗，保持洁净度。同时，本实用新型隔热装置的结构简单，制造成本相对低，在清洗时比有盖的结构体更方便，且在搬运清洗过程中减少边角磕碰导致的结构体破损。

进一步地，本实用新型在PBN烘烤工艺中，高达900~1000℃的长期高温烘烤条件，以及半导体生产所需的高纯无污染环境，本实用新型的高稳定性耐高温材料优选为高纯石英、金属铂等，考虑到高纯石英的如下优良特点： a、耐高温。石英玻璃的软化点温度约1730℃，可在1100℃下长时间使用，短时间最高使用温度可达1450℃；b、耐腐蚀。除氢氟酸外，石英玻璃几乎不与其他酸类物质发生化学反应，其耐酸腐蚀性能优于耐酸陶瓷的30倍，优于不锈钢150倍，尤其是在高温下的化学稳定性，是其它任何工程材料都无法比拟的；c、热稳定性好。石英玻璃的热膨胀系数极小，能承受剧烈的温度变化，将石英玻璃加热至1100℃左右，放入常温水中也不会炸裂。所以，本实用新型的高稳定性耐高温材料优选为高纯石英。

进一步的，优选并排设置一对提手，方便对隔热装置的摆放以及取出，所述提手优选为石英材质。

进一步地，所述隔热介质为石英棉、陶瓷隔热棉、气凝胶等，优选为陶瓷纤维棉。

作为优选方案，本实用新型创造性的提出了使用高纯石英包裹陶瓷纤维棉，陶瓷棉传热系数0.2~0.4w/cm.k，是一种有效的保温材料，外层是高纯石英，表面光滑，可以反复清洗，保持表面清洁。隔热装置的中间设置一个贯穿的小孔，方便充氧所需要的玻璃细管可以伸进石英管内排出氧气，整个隔热装置为密封结构。

进一步的，PBN在烘烤过程中，常用石英管炉，所述管状结构优选设置为圆管结构，与石英管炉膛内壁适配。