一种集成式单晶生长炉的制作方法

本实用新型涉及一种晶体生长炉，特别涉及一种集成式单晶生长炉。

背景技术：

晶体生长的设备对晶体的制造成本有直接重要的影响。每一套传统的晶体生长炉都包括炉体、加热器和抽气系统，而抽气系统中包含有前级真空泵和价格高昂的后级真空泵，这就造成了大规模量产后，设备总体造价昂贵，维护成本较高。

真空泵按达到真空的区域可以大致分为低真空泵(10e⁵-10e²pa)，中真空泵(10e²-10e^-1pa)，高真空泵(10e^-1-10e^-5pa)，和超高真空泵(<10e^-5pa)。

传统的晶体生长，如碳化硅等，在一定的气体流量和压力下进行，通常前级真空泵采用中真空泵即可满足生长需求，但是在晶体生长最初期对晶体生长设备进行如洗炉或设备检漏等过程，需要对生长设备进行抽极限真空，这需要后级真空泵采用价格高昂的高真空泵，但是在洗炉或检漏之后的晶体生长过程后级真空泵都保持关闭状态，而仅使用前级真空泵，这就造成了对价格高昂的后级真空泵资源的极大浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种集成式单晶生长炉，从而降低后级真空泵设备和维护成本，减小设备占地面积。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型一种集成式单晶生长炉采用的如下技术方案：

一种集成式单晶生长炉，包括后级真空泵以及多个腔体，每个所述腔体均分别设置有进气系统和抽气系统，所述进气系统用以向所述腔体内通入气体，所述抽气系统包括与所述腔体连通的抽气管以及前级真空泵，所述前级真空泵用以排出所述腔体和抽气管内的气体，每个所述腔体的抽气管分别与所述后级真空泵连通，所述后级真空泵用以排空所述腔体和抽气管内的气体。后级真空泵用以进一步将腔体内气压降低使得腔体内接近真空，因此后级真空泵造价高昂，而整个晶体生长过程中，只有在晶体生长最初期，腔体洗炉或设备检漏等时候，才会使用后级真空泵，而之后的晶体生长过程后级真空泵都保持关闭状态，因此多个腔体轮流使用一个后级真空泵，既节约了后级真空泵的采购成本和维护成本，也节省了原多个后级真空泵在厂房内的占用空间。

进一步地，所述抽气管与所述后级真空泵之间设置有连通管，所述抽气管和所述后级真空泵分别与所述连通管连通，所述后级真空泵还用以排空所述连通管内的气体。连通管用以连通后级真空泵和多个抽气管。

进一步地，所述单晶生长炉还包括控制器，所述抽气管与所述连通管连通处分别设置有电磁阀，所述电磁阀、前级真空泵和后级真空泵分别与所述控制器电连接并受所述控制器控制。腔体内设置有电子真空计，电子真空计将腔体内的气压值反馈给控制器，控制器根据腔体内的气压分别依次启动前级真空泵和后级真空泵，以及对应的电磁阀。

进一步地，所述连通管内设置有真空计，所述真空计与所述控制器电连接。后级真空泵需要在特定的真空范围内才能使用，否则容易损坏，电子真空计用以检测连通管内的气压，气压低于一定值后才能启动后级真空泵。

进一步地，所述单晶生长炉还包括与所述连通管连通的附加前级真空泵，所述附加前级真空泵用以排出所述连通管内的气体。当连通管过长时，增加一个前级真空泵用以排出所述连通管内的气体，提高连通管内气压达到后级真空泵使用条件的速率。

进一步地，所述腔体设置有加热体。加热体加热腔体，从而满足晶体生长要求。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过多个腔体共用一个后级真空泵的方式，减少了后级真空泵的购买成本以及维护成本，同时节省了厂房内的占用空间。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中，1、腔体，2、加热体，3、进气系统，4、抽气管，5前级真空泵一，6、电磁阀，7、连通管，8、后级真空泵，9、前级真空泵二。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“外周面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本实用新型描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，一种集成式单晶生长炉，包括控制器、后级真空泵8、连通管7以及多个腔体1，多个腔体1周面均分别安装有加热体2，每个腔体1均分别连通有进气系统3和抽气系统，进气系统3用以向对应腔体1内通入气体，抽气系统包括与对应腔体1连通的抽气管4以及前级真空泵一5，前级真空泵一5用以排出对应腔体1和抽气管4内的气体，每个腔体1的抽气管4分别与连通管7连通，后级真空泵8也与连通管7连通，后级真空泵8用以进一步排空对应腔体1、抽气管4和连通管7内的气体，抽气管4与连通管7连通处分别设置有电磁阀6，电磁阀6、前级真空泵一5和后级真空泵8分别与控制器电连接并受控制器控制，每个腔体1内均分别设置有电子真空计一，电子真空计一与控制器电连接并实时将腔体1内的气压值反馈给控制器，连通管7内设置有电子真空计二，电子真空计二与控制器电连接并实时将连通管7内的气压值反馈给控制器，连通管7还连通有前级真空泵二9，前级真空泵二9用以排出连通管7内的气体。

其中，前级真空泵一和前级真空泵二采用机械泵(控压范围1-10000pa)，后级真空泵采用分子泵(控压范围1e^-6-10pa)，控制器可采用西门子smarts7系列控制器。

本实用新型的具体工作过程：

控制器控制某个腔体对应的前级真空泵一工作，排出该腔体内的气体，电子真空计一检测该腔体内气压并反馈给控制器，同时控制器控制前级真空泵二工作，排出连通管内的气体，电子真空计二检测连通管内的气压并反馈给控制器，当该腔体内的气压和连通管内的气压均降到10pa以下后，控制器控制后级真空泵工作并打开该腔体对应的电磁阀，进一步排空该腔体内的气体，当该腔体内的气压达到腔体极限真空度后，控制器控制后级真空泵停止工作，并关闭该腔体对应的电磁阀，完成该腔体在晶体生产初期排空氧气的目的，随后控制器按上述过程控制一下个腔体的前级真空泵一、电磁阀以及前级真空泵二、后级真空泵工作，完成下一个腔体排空氧气的目的。

上述腔体排空氧气后，通过进气系统通入保护气体(氩气)，之后通过加热体加热腔体到2200℃后进行晶体生长。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。