一種晶體高溫退火裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種晶體高溫退火裝置，包括上料區(qū)域、溫場加熱區(qū)域、冷卻區(qū)域、下料區(qū)域及置于上料區(qū)域上的隔絕裝置，所述溫場加熱區(qū)域與冷卻區(qū)域相連，所述上料區(qū)域與溫場加熱區(qū)域一端相連，下料區(qū)域與冷卻區(qū)域一端相連，所述溫場加熱區(qū)域還包括依次相連的低溫區(qū)域、中溫區(qū)域、高溫區(qū)域及中溫過渡區(qū)域，所述上料區(qū)域、低溫區(qū)域、中溫區(qū)域、高溫區(qū)域、中溫過渡區(qū)域、冷卻區(qū)域及下料區(qū)域均設(shè)置有輪轂和連接輪轂的傳動履帶。采用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)晶體退火工藝的不間斷性，退火周期短，且不受晶體形狀制約，各溫度區(qū)域溫度恒定，減少了大量的升、降溫時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了晶體應(yīng)力開裂，提高了產(chǎn)品質(zhì)量及成品率。
【專利說明】—種晶體高溫退火裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于人工晶體生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種晶體高溫退火裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，晶體生產(chǎn)環(huán)境皆是在極高的溫度下進(jìn)行，在晶體生產(chǎn)以及后續(xù)生產(chǎn)加工過程中極易產(chǎn)生應(yīng)力，因此需要對晶體材料進(jìn)行退火以釋放應(yīng)力。在傳統(tǒng)晶體退火工藝中，退火溫度控制模糊，同一加熱裝置實(shí)現(xiàn)不同溫度的加熱升溫工作，且溫度降低過程不受控制，極易造成因爐內(nèi)降溫速度過快而造成晶體應(yīng)力開裂，且低溫度降溫過慢，增加退火時(shí)間，一般需要6~7天左右，增加了晶體材料加工制造周期，進(jìn)而增加了生產(chǎn)成本。為了實(shí)現(xiàn)高溫晶體快速退火，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)現(xiàn)有的退火裝置空間較小，感應(yīng)加熱溫度不均勻，晶體退火效果不佳。為了解決上述問題，目前出現(xiàn)了各種各樣的高溫晶體退火裝置，如申請?zhí)枮?00410016379.1的中國專利就公開了一種耐高溫的晶體退火裝置，它包括置于帶有真空排氣口的底盤上，并通過真空密封圈與底盤密封圈接觸設(shè)有進(jìn)、出水口及氣壓表的鐘罩，中罩體內(nèi)設(shè)有包含側(cè)屏蔽筒和上、下熱擋板的保溫屏蔽裝置，鐘罩體上設(shè)有充氣閥和出氣閥；置于最內(nèi)層側(cè)壁的發(fā)熱體采用鎢絲棒制成，發(fā)熱體通過電極接頭緊固于鑰電極板上，鑰電極板由鋼玉絕緣環(huán)支撐板支撐，兩端緊固于水冷電極桿上，鑰電極板上方發(fā)熱體所包圍的空間內(nèi)，設(shè)有退火室。采用該技術(shù)方案，雖然能使退火晶體控制室溫度高達(dá)2000°C以上，能確保溫度均勻和溫場穩(wěn)定。但是采用該技術(shù)方案難以對大尺寸、多形狀、多規(guī)格產(chǎn)品進(jìn)行一次性退火，增加了晶體材料退火頻次，造成了退火裝置的極大浪費(fèi)。且該裝置退火制程不連續(xù)，需要重復(fù)完成升、降溫，降低了生產(chǎn)效率，進(jìn)而增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中晶體高溫退火裝置退火制程不連續(xù)所存在的不足，提供了一種晶體高溫退火裝置，通過該`晶體退火裝置可以實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)的晶體材料快速退火。
[0004]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0005]一種晶體高溫退火裝置，包括上料區(qū)域、溫場加熱區(qū)域、冷卻區(qū)域、下料區(qū)域及置于上料區(qū)域上的隔絕裝置，所述溫場加熱區(qū)域與冷卻區(qū)域相連，所述上料區(qū)域與溫場加熱區(qū)域一端相連，下料區(qū)域與冷卻區(qū)域一端相連，所述溫場加熱區(qū)域還包括依次相連的低溫區(qū)域、中溫區(qū)域、高溫區(qū)域及中溫過渡區(qū)域，所述上料區(qū)域、低溫區(qū)域、中溫區(qū)域、高溫區(qū)域、中溫過渡區(qū)域、冷卻區(qū)域及下料區(qū)域均設(shè)置有輪轂和連接輪轂的傳動履帶。
[0006]所述傳送履帶的步進(jìn)速度通過輪轂進(jìn)行調(diào)整。
[0007]所述的上料區(qū)域及下料區(qū)域?yàn)槭覝貤l件，低溫區(qū)域?yàn)槭覝刂?00°C，中溫區(qū)域?yàn)?00°C~1600°C，高溫區(qū)域?yàn)?00°C~2700°C，中溫過渡區(qū)域?yàn)?00°C~1600°C，冷卻區(qū)域?yàn)槭覝貇500°C。
[0008]所述低溫區(qū)域、中溫區(qū)域、高溫區(qū)域中的溫度變化梯度為10°C。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明所述的連續(xù)晶體高溫退火裝置，在實(shí)現(xiàn)晶體材料的高溫退火工藝中具有如下優(yōu)點(diǎn):[0011](I)采用本發(fā)明所述的連續(xù)晶體高溫退火裝置，省去了重復(fù)升、降溫時(shí)間，且低溫區(qū)域采取快速降溫方式，縮短了退火時(shí)間，從而大大縮短了退火周期；
[0012](2)采用本發(fā)明所述的連續(xù)晶體高溫退火裝置，實(shí)現(xiàn)了溫場的恒定控制，使低、中、高溫場區(qū)域以變化幅度為10°c恒定控制溫度，單一加熱裝置控制其相應(yīng)的控制溫度，改善了傳統(tǒng)退火裝置需要同一加熱裝置不同溫度變化加熱方式，減少了加熱裝置負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了溫度精確控制。
[0013](3)采用本發(fā)明所述的連續(xù)晶體高溫退火裝置，增加了退火容量，能使大尺寸、多形狀、多規(guī)格產(chǎn)品同時(shí)在線完成，不受空間制約，增加了一次退火數(shù)量，極大的減少了退火頻次，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1-上料區(qū)域，2-溫場加熱區(qū)域，3-冷卻區(qū)域，4-下料區(qū)域，5-輪轂，6_傳動履帶，7-隔絕裝置，8-晶體材料，21-低溫區(qū)域，22-中溫區(qū)域，23-高溫區(qū)域，24-中溫過渡區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種晶體高溫退火裝置，包括上料區(qū)域1、溫場加熱區(qū)域2、冷卻區(qū)域3、下料區(qū)域4及置于上料區(qū)域I上的隔絕裝置7，所述溫場加熱區(qū)域2與冷卻區(qū)域2相連，所述上料區(qū)域I與溫場加熱區(qū)域2 —端相連，下料區(qū)域4與冷卻區(qū)域3 —端相連，所述溫場加熱區(qū)域2還包括依次相連的低溫區(qū)域21、中溫區(qū)域22、高溫區(qū)域23及中溫過渡區(qū)域24，所述上料區(qū)域1、低溫區(qū)域21、中溫區(qū)域22、高溫區(qū)域23、中溫過渡區(qū)域24、冷卻區(qū)域3及下料區(qū)域4均設(shè)置有輪轂5和連接輪轂5的傳動履帶6。采用本技術(shù)方案，在使用時(shí)，只需在上料區(qū)域I將晶體材料8放置于隔絕裝置7中并置于傳送履帶6上，在輪轂5的帶動下依次經(jīng)過上料區(qū)域1、低溫區(qū)域21、中溫區(qū)域22、高溫區(qū)域23中溫過渡區(qū)域24及下料區(qū)域4，既可以實(shí)現(xiàn)晶體材料8的高溫退火工藝；本發(fā)明通過低、中、高溫場區(qū)域溫度疊加增強(qiáng)了可操作性，且每區(qū)域的溫度和傳送速度可以通過輪轂5和傳動履帶6分別控制，使得每區(qū)域退火溫度與退火時(shí)間獨(dú)立可控。從而實(shí)現(xiàn)了晶體退火工藝的不間斷性，退火周期短，且不受晶體形狀制約，各溫度區(qū)域溫度恒定，減少了大量的升、降溫時(shí)間，較傳統(tǒng)的退火方法可以節(jié)省約50%時(shí)間，大大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。在本技術(shù)方案中，所使用的晶體材料8為不同工藝生長的晶體材料。
[0018]所述傳送履帶6的步進(jìn)速度可以通過輪轂5進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)晶體材料8在高溫區(qū)域23的停留時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)較好的保溫效果。
[0019]所述的上料區(qū)域I及下料區(qū)域4為室溫條件，低溫區(qū)域21為室溫至500°C，中溫區(qū)域22為400°C~1600°C，高溫區(qū)域23為800°C~2700°C，中溫過渡區(qū)域24為400°C~1600°C，冷卻區(qū)域3為室溫~500°C。在實(shí)際應(yīng)用中，冷卻區(qū)域3為不加熱區(qū)域，且需要通入惰性氣體以實(shí)現(xiàn)晶體材料8在低溫區(qū)間內(nèi)的快速降溫。通過沖入惰性氣體冷卻，節(jié)省了大量低溫降溫時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了晶體應(yīng)力開裂，提高了產(chǎn)品質(zhì)量及成品率。
[0020]所述低溫區(qū)域21、中溫區(qū)域22、高溫區(qū)域23中的溫度變化梯度為10°C，以實(shí)現(xiàn)退火過程緩和進(jìn)行。
[0021]所述隔絕裝置7為與退火晶體一致的晶體材料8制備而得，且純度要求99.99%以上，并可以重復(fù)使用。
[0022]所述高溫區(qū)域23中的最高溫度隨工藝要求做改變，以實(shí)現(xiàn)退火后晶體材料的不同性質(zhì)。
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的應(yīng)用。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的工作工程為:在使用時(shí)，啟動各溫度區(qū)域的輪轂5，并適當(dāng)調(diào)整輪轂5的速度，開啟各溫度區(qū)域加熱裝置使其達(dá)到已經(jīng)設(shè)定的溫度并且控制溫度恒定，再依次間隔等距將晶體材料8放置于隔絕裝置7中并置于傳送履帶6上，在輪轂5的帶動下由上料區(qū)域I緩慢步進(jìn)，需要退火的晶體材料8通過控制低溫區(qū)域中的輪轂5速度使其進(jìn)入低溫區(qū)域21，并控制低溫區(qū)域21中輪轂5的速度使其緩慢通過變化幅度為10°C的低溫區(qū)域21，依次進(jìn)入已設(shè)定好溫度的中溫區(qū)域22，當(dāng)進(jìn)入已經(jīng)設(shè)定好的高溫區(qū)域23最高溫度時(shí)，停止各區(qū)域中的輪轂5，使晶體材料8在最高溫度保溫，得到保溫時(shí)間后，開啟各區(qū)域輪轂5，并在上料區(qū)域I依次間隔等距放置晶體材料8，當(dāng)已經(jīng)進(jìn)過最高溫度的晶體材料8通過中溫過渡區(qū)域24、冷卻區(qū)域3及下料區(qū)域4后，收回已退火的晶體材料8及隔絕裝置7，完成退火制程。依次重復(fù)上述操作，`得到不間斷的在線晶體高溫退火。
【權(quán)利要求】
1.一種晶體高溫退火裝置，包括上料區(qū)域(I)、溫場加熱區(qū)域(2)、冷卻區(qū)域(3)、下料區(qū)域(4)及置于上料區(qū)域(I)上的隔絕裝置(7)，其特征在于:所述溫場加熱區(qū)域(2)與冷卻區(qū)域(2)相連，所述上料區(qū)域(I)與溫場加熱區(qū)域(2) —端相連，下料區(qū)域(4)與冷卻區(qū)域(3) —端相連，所述溫場加熱區(qū)域(2)還包括依次相連的低溫區(qū)域(21)、中溫區(qū)域(22)、高溫區(qū)域(23)及中溫過渡區(qū)域(24)，所述上料區(qū)域(I)、低溫區(qū)域(21)、中溫區(qū)域(22)、高溫區(qū)域(23)、中溫過渡區(qū)域(24)、冷卻區(qū)域(3)及下料區(qū)域(4)均設(shè)置有輪轂(5)和連接輪轂(5)的傳動履帶(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體高溫退火裝置，其特征在于:所述傳送履帶(6)的步進(jìn)速度通過輪轂(5)進(jìn)行調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體高溫退火裝置，其特征在于:所述的上料區(qū)域(I)及下料區(qū)域(4)為室溫條件，低溫區(qū)域(21)為室溫至500°C，中溫區(qū)域(22)為400°C~1600°C，高溫區(qū)域(23)為800°C~2700°C，中溫過渡區(qū)域(24)為400°C~1600°C，冷卻區(qū)域(3)為室溫~5000C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體高溫退火裝置，其特征在于:所述低溫區(qū)域(21)、中溫區(qū)域(22)、高溫區(qū)域(2 3)中的溫度變化梯度為10°C。
【文檔編號】C30B33/02GK103710760SQ201310737130
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】季泳 申請人:貴州藍(lán)科睿思技術(shù)研發(fā)中心