高溫擴散爐保溫器的製作方法
2023-10-09 15:21:34 1
專利名稱：高溫擴散爐保溫器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於半導體生產設備領域，涉及一種有助於使高溫擴散爐爐膛溫度穩定的高溫擴散爐保溫器。
高溫擴散爐是生產半導體器件的關鍵工藝設備之一。通用高溫擴散爐的爐體包括有由三段加熱通電爐絲構成的三個加熱區域，依次被稱為左副控區、主控區和右副控區(參見附圖2中標號I、II、III)，爐體爐膛的中間部位稱為恆溫區。生產過程中，工人將半導體矽片放到石英管內，再送入爐膛恆溫區進行擴散。就高溫擴散爐設備的性能指標來說，爐內恆溫區的長度取值可決定投入產品的數量，而爐膛溫度的穩定與否則是保證產品質量的必要條件，因此，一臺質量性能優良的高溫擴散爐應具有穩定的爐膛溫度和在允許範圍內儘可能長的恆溫區長度。
目前，高溫擴散爐常見的爐體工作方式主要有兩種，即兩頭開口的方式和一頭(尾部或末端)開口另一頭用保溫材料(如耐火磚)封堵的方式。在兩頭開口的爐體中，如將爐膛中部恆溫區的溫度定在1250℃左右並將恆溫區長度定在450～500mm時，則恆溫區兩頭副控區的溫度就必須在1280℃以上，而當兩頭副控區的溫度定在1260℃左右時，具有1250℃主控溫度的恆溫區長度就不到300mm了。可見，在兩頭開口的爐體中恆溫區的長度取決於副控區溫度，而為了保住爐膛中部的溫度向兩頭開口處擴散，以往的做法都是靠提高爐體兩端左右副控區的溫度。但爐膛的溫度越高，對加熱爐絲的壽命影響就越嚴重。據測試觀察表明當爐膛溫度為1250℃時，爐絲的壽命為2～3年；當爐膛溫度為1280℃時，爐絲壽命為0.5～1年，而當爐膛溫度在1300℃以上時，爐絲燒不到10天即告報廢。在矽片擴散過程中，副控區一旦斷，整套爐絲便全部報廢(燒斷的爐絲90％以上都是副控區的位置)，致使整個高溫擴散爐護體不得不被迫停機檢修，進行更換爐絲和重新調試等，這一過程起碼需時2～3天，期間對產品質量的影響極大，所以在生產中工人們最擔心的就是爐絲被燒斷。一頭開口另一頭用保溫材料封堵的爐體較之兩頭開口式爐體在結構上具有明顯的進步，它可使恆溫區向被封堵端(末端)延長、減少末端爐絲的損壞並相應節省了電能，但它依然未能將開口端副控區的溫度降下來，以至於對爐絲壽命乃至產品質量的影響仍不容樂觀。
綜上所述，在高溫擴散爐的結構設計上若能把爐體開口處的溫度降下來，也就等於增加了爐絲的壽命，同樣也就間接保證了產品的質量。為此，本實用新型的目的就是提供一種可設在高溫擴散爐開口端的保溫器，用以降低爐體開口副控區的溫度，延長爐膛恆溫區長度進而提高爐體的工作性能以及加工產品的質量。
用於實現上述發明目的的技術解決方案是這樣的該高溫擴散護保溫器具有一個由石英材料製作的側剖視面為U型的塞套，在塞套內設有一個由保溫材料製成的保溫塞芯。工作中，將保溫器置放在石英管的開口端內，這樣可以保住恆溫區向開口副控區的散熱，相應降低了副控區的溫度同時也使恆溫區的長度得到相應延長。
以下將結合附圖對本實用新型做進一步說明。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是本實用新型結構的使用形式示意圖。
如圖1所示，本實用新型所述及的高溫擴散爐保溫器由塞套1和置設於塞套1內的保溫塞芯2組成。塞套1的側向剖視面裡U型，其開口端設有外翻掛邊1a；保溫塞芯2由內充有矽酸鋁棉材料的封連石英殼體構成。
將該保溫器付諸於高溫擴散爐內工作的使用形式如圖2所示。圖2中標號I、II、III分別表示擴散爐爐膛的左副控區、恆溫區、右副控區；3為放入爐膛內的石英管。使用時，將具有保溫塞芯2的塞套1放置在石英管3的開口處內，並通過塞套1的外翻掛邊1a將石英管3的開口端封蓋。
據現場測試的結果表明，通過該保溫器的使用可使高溫擴散爐產生下述之效果一、可使爐絲壽命延長一倍以上；二、將副控區溫度設在1260℃，在同等條件下，使溫度為1250℃的恆溫區長度由不足300mm增加到600mm；三、使恆溫區的溫度更加趨於穩定；四、為高溫擴散爐的控制器件如可控矽、快速熔斷器、功率變壓器等器件提供了很好的保護作用五、較大幅度地節省了能源；六、為操作者提供了良好的工作環境；七、減輕了維修工的工作量。
權利要求1.一種高溫擴散爐保溫器，其特徵在於具有一個由石英材料製作的側剖視面為U型的塞套(1)，在塞套(1)內設有一個由保溫材料製成的保溫塞芯(2)。
2.如權利要求1所述的高溫擴散爐保溫器，其特徵是在塞套(1)的開口端設有外翻掛邊(1a)。
3.如權利要求1所述的高溫擴散爐保溫器，其特徵在於所說的保溫塞芯(2)由內充有矽酸鋁棉材料的封連石英殼體構成。
專利摘要本實用新型為一種用於高溫擴散爐的保溫器，它具有一個由石英材料製作的側剖視面為U型的塞套，在塞套內設有一個由保溫塞芯。工作中，將保溫器置放在石英管的開口端內，可降低爐體開口端副控區的溫度，延長爐膛恆溫區長度進而提高爐體的工作性能以及加工產品的質量。
文檔編號H01L21/02GK2260385SQ9623550
公開日1997年8月20日 申請日期1996年1月9日 優先權日1996年1月9日
發明者畢春生, 周忠林, 柳凱清, 喬玉慶 申請人:畢春生