(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 212025452 U(45)授权公告日 2020.11.27
(21)申请号 202020406948.8(22)申请日 2020.03.26
(73)专利权人 湖南兴晟新材料科技有限公司
地址 412000 湖南省株洲市石峰区联诚路
“株洲轨道交通创新创业园三期时代社区”3号厂房(72)发明人 不公告发明人
(74)专利代理机构 长沙轩荣专利代理有限公司
43235
代理人 张勇(51)Int.Cl.
C23C 16/32(2006.01)C23C 16/458(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图7页
(54)实用新型名称
用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置(57)摘要
本实用新型提供了一种用于制备石墨托盘CVD‑SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，包括：旋转组件设置有一大支撑旋转轴，大支撑旋转轴底部设置有一突出轴，大支撑旋转轴通过突出轴穿设在一炉底，突出轴穿过炉底固定设置在一炉外承力装置内；承载组件设置有一大承重板和四根支架，大承重板固定设置在大支撑旋转轴的上端，支架竖直设置在所述大承重板上，支架上设置有多层承重板，承重板的中心均开设有中心孔，中心孔内均穿设有一挂钩，每个挂钩的下端均挂设有石墨托盘，本装置结构稳定、使用便捷，涂层制备均匀且纯度高，并且装炉率高，合格率高，生产效率高，能够满足各行业MOCVD外延用的SiC涂层的石墨托盘、舟皿、工装等产品的生产需要。
CN 212025452 UCN 212025452 U
权 利 要 求 书
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1.一种用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，其特征在于，包括：旋转组件，所述旋转组件设置有一大支撑旋转轴，所述大支撑旋转轴底部设置有一突出轴，所述大支撑旋转轴通过所述突出轴穿设在一炉底，所述突出轴穿过所述炉底固定设置在一炉外承力装置内；
承载组件，所述承载组件设置有一大承重板和四根支架，所述大承重板固定设置在所述大支撑旋转轴的上端，四根所述支架竖直设置在所述大承重板上，四根所述支架上设置有多层承重板，每个所述承重板的中心均开设有中心孔，每个所述中心孔内均穿设有一挂钩，每个挂钩的下端均挂设有石墨托盘。
2.根据权利要求1所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，其特征在于，所述大承重板与多层所述承重板上的四周均开设有三个定位孔以及一个活动定位卡槽，所述大承重板与多层所述承重板上的所述活动定位卡槽同向开设。
3.根据权利要求2所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，其特征在于，三根所述支架穿设在所述定位孔内，三根穿设在所述定位孔内的所述支架均通过定位螺母与所述大承重板固定安装，所述承重板通过所述定位螺母固定安装在三根所述支架上，剩余的一根所述支架活动地竖直插设在所述活动定位卡槽内，并用所述定位螺母将所述支架与所述承重板进行固定。
4.根据权利要求3所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，其特征在于，所述挂钩、承重板、大承重板、定位螺母、支架和大支撑旋转轴由高纯石墨或C/C复合材料加工而成。
5.根据权利要求1所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，其特征在于，所述挂钩的上部设置有一定位圆盘，所述挂钩的下部设置有一承力钩。
6.根据权利要求5所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，其特征在于，所述承重板的所述中心孔的上部设置有一凹槽，所述凹槽的中心开设有通孔。
7.根据权利要求5所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，其特征在于，所述石墨托盘的底部中间位置设置有一个滑槽通孔固定结构，所述滑槽通孔固定结构由进口槽、滑道和定位槽构成，且所述进口槽处通孔的大小大于所述定位槽处通孔的大小。
8.根据权利要求7所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，其特征在于，所述承力钩的形状为圆形或椭圆形，且所述进口槽与定位槽的形状与所述承力钩的形状契合。
9.根据权利要求1所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，其特征在于，所述石墨托盘平行于所述承重板，且所述石墨托盘与所述承重板之间设置有间隙。
10.根据权利要求1所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，其特征在于，所述突出轴与所述炉底之间设置有磁流体密封装置。
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说 明 书
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用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及LED、半导体、光伏等领域MOCVD工艺关键零部件生产技术领域，特别涉及一种用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置。
背景技术
[0002]金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的新型气相外延生长技术。MOCVD具有稳定性好、质量高、重复性好、工艺灵活、可规模化生产等优点，是半导体、LED、光伏外延生长的理想方法。其工作原理是将晶圆衬底放在有CVD(化学气相沉积法)-SiC涂层的石墨托盘上，之后将其放入反应腔中加热到一定温度，通入由载气携带的反应气体进入反应腔，反应气体在晶圆衬底上沉积形成一层功能芯片薄膜。其中， CVD-SiC涂层石墨托盘具有承重、旋转、导热、导流等多重作用，是MOCVD 设备最重要的消耗性部件，与设备腔体设计密切关联，其使用寿命仅为1～2 个月。由于托盘表面镀膜工艺复杂，目前仅有德国、日本、美国和荷兰等能够稳定供货。[0003]MOCVD托盘主要由高纯石墨加工而成，但是高纯石墨在400℃以上会发生氧化，释放杂质气体并与NH3发生化学反应，严重影响芯片的性能，长期使用会因氧化而掉粉，吸附在工件和台面，影响产品品质，为生产带来不便，污染使用环境。目前，国内外普遍采用CVD-SiC涂层石墨托盘。
[0004]CVD-SiC涂层石墨托盘具有抗氧化、耐高温和耐酸碱腐蚀等优异性能且物理化学性能稳定，能够对石墨托盘起到良好的保护作用，延长石墨托盘的工作寿命，提高产品的质量。但其生产制备技术要求非常高，目前，只有荷兰、德国、美国与日本等少数几国掌握，并对我国实行技术封锁。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供了一种用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，其目的是为了解决SiC涂层较难均匀制备且反应室易掉粉尘等难题。[0006]为了达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种用于制备石墨托盘 CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，包括：[0007]旋转组件，所述旋转组件设置有一大支撑旋转轴，所述大支撑旋转轴底部设置有一突出轴，所述大支撑旋转轴通过所述突出轴穿设在一炉底，所述突出轴穿过所述炉底固定设置在一炉外承力装置内；[0008]承载组件，所述承载组件设置有一大承重板和四根支架，所述大承重板固定设置在所述大支撑旋转轴的上端，四根所述支架竖直设置在所述大承重板上，四根所述支架上设置有多层承重板，每个所述承重板的中心均开设有中心孔，每个所述中心孔内均穿设有一挂钩，每个挂钩的下端均挂设有石墨托盘。[0009]其中，所述大承重板与多层所述承重板上的四周均开设有三个定位孔以及一个活动定位卡槽，所述大承重板与多层所述承重板上的所述活动定位卡槽同向开设。
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说 明 书
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其中，三根所述支架穿设在所述定位孔内，三根穿设在所述定位孔内的所述支架
均通过定位螺母与所述大承重板固定安装，所述承重板通过所述定位螺母固定安装在三根所述支架上，剩余的一根所述支架活动地竖直插设在所述活动定位卡槽内，并用所述定位螺母将所述支架与所述承重板进行固定。[0011]其中，所述挂钩、承重板、大承重板、定位螺母、支架和大支撑旋转轴由高纯石墨或C/C复合材料加工而成。[0012]其中，所述挂钩的上部设置有一定位圆盘，所述挂钩的下部设置有一承力钩。[0013]其中，所述承重板的所述中心孔的上部设置有一凹槽，所述凹槽的中心开设有通孔。
[0014]其中，所述石墨托盘的底部中间位置设置有一个滑槽通孔固定结构，所述滑槽通孔固定结构由进口槽、滑道和定位槽构成，且所述进口槽处通孔的大小大于所述定位槽处通孔的大小。[0015]其中，所述承力钩的形状为圆形或椭圆形，且所述进口槽与定位槽的形状与所述承力钩的形状契合。[0016]其中，所述石墨托盘平行于所述承重板，且所述石墨托盘与所述承重板之间设置有间隙。
[0017]其中，所述突出轴与所述炉底之间设置有磁流体密封装置。[0018]本实用新型的上述方案有如下的有益效果：
[0019]本实用新型的上述实施例所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，通过设置有所述旋转组件能够带动整个装置旋转，位于所述旋转组件上方的所述承载组件能够用于放置所述石墨托盘；所述旋转组件能够与所述旋转组件共同匀速旋转，悬挂设置在所述承重板上的所述石墨托盘也能够匀速旋转，从而保证了SiC涂层制备的均匀性；本装置除所述磁流体密封装置外的其余部件均为高纯石墨材料加工而成，因此在生产过程中保证了产品的纯度。本装置结构稳定、使用便捷，涂层制备均匀且纯度高，并且装炉率高，合格率高，生产效率高，能够满足半导体、LED、光伏等行业MOCVD外延用的SiC涂层的石墨托盘、舟皿、工装等产品的生产需要。附图说明
[0020]图1是本实用新型的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置的结构示意图；
[0021]图2是本实用新型的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置的承重板俯视图；
[0022]图3是本实用新型的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置的挂钩正视图；
[0023]图4是本实用新型的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置的挂钩承力钩圆形俯视图；
[0024]图5是本实用新型的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置的石墨托盘中心处圆形俯视图；
[0025]图6是本实用新型的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置的挂
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说 明 书
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钩承力钩俯视图；
[0026]图7是本实用新型的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置的石墨托盘中心处俯视图；
[0027]图8是本实用新型的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置的挂钩承力钩椭圆形俯视图；
[0028]图9是本实用新型的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置的石墨托盘中心处椭圆形俯视图；
[0029]图10是本实用新型的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置的石墨托盘中心处剖面图。[0030]【附图标记说明】[0031]1-大支撑旋转轴；2-突出轴；3-炉底；4-炉外承力装置；5-大承重板；6- 支架；7-承重板；7a-中心孔；7b-定位孔；7c-活动定位卡槽；8-挂钩；8a-定位圆盘；8b-承力钩；9-石墨托盘；9a-进口槽；9b-滑道；9c-定位槽；10-定位螺母；11-磁流体密封装置。具体实施方式
[0032]为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0033]本实用新型针对现有的SiC涂层较难均匀制备且厚度较薄问题，提供了一种用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置。[0034]如图1和图2所示，本实用新型的实施例提供了一种用于制备石墨托盘 CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，包括：旋转组件，所述旋转组件设置有一大支撑旋转轴1，所述大支撑旋转轴1底部设置有一突出轴2，所述大支撑旋转轴1通过所述突出轴2穿设在一炉底3，所述突出轴2穿过所述炉底3 固定设置在一炉外承力装置4内；承载组件，所述承载组件设置有一大承重板 5和四根支架6，所述大承重板5固定设置在所述大支撑旋转轴1的上端，四根所述支架6竖直设置在所述大承重板5上，四根所述支架6上设置有多层承重板7，每个所述承重板7的中心均开设有中心孔7a，每个所述中心孔7a内均穿设有一挂钩8，每个挂钩8的下端均挂设有石墨托盘9。
[0035]本实用新型上述实施例所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，设置有所述大支撑旋转轴1，所述大支撑旋转轴1为整个装置提供匀速旋转的动力，所述突出轴2固定设置在所述炉外承力装置4内，令所述大支撑旋转轴1的结构与受力更为稳定；所述大支撑旋转轴1上设置有所述大承重板5，所述大承重板5平行于所述炉底3，所述大承重板5的中心开设有通孔，通过所述通孔穿设固定在所述大支撑旋转轴1上；所述大承重板5 上设置有四根所述支架6，多层所述承重板7穿设固定在所述支架上，所述支架6为所述承重板7提供支撑力，同时所述承重板7中心开设所述中心孔7a 用于穿设所述挂钩8，用于产品制备的所述石墨托盘9通过所述挂钩8悬挂安装在所述承重板7的底部；当所述大支撑旋转轴1旋转时，所述大承重板5 会随之旋转，设置在所述大承重板5上的所述承重板7也会旋转，所述石墨托盘9跟着所述承重板7均匀旋转从而保证了SiC涂层能够均匀制备，同时所述承重板7将本装置分隔成多层，所述承重板7具有防止上方的粉尘落到沉积涂层的所述石墨托盘9上的功能。
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其中，所述大承重板5与多层所述承重板7上的四周均开设有三个定位孔 7b以及
一个活动定位卡槽7c，所述大承重板5与多层所述承重板7上的所述活动定位卡槽7c同向开设。
[0037]其中，三根所述支架6穿设在所述定位孔7b内，三根穿设在所述定位孔 7b内的所述支架6均通过定位螺母10与所述大承重板5固定安装，所述承重板7通过所述定位螺母10固定安装在三根所述支架6上，剩余的一根所述支架6活动地竖直插设在所述活动定位卡槽7c内，并用所述定位螺母10将所述支架6与所述承重板7进行固定。
[0038]本实用新型上述实施例所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，所述定位孔7b和活动定位卡槽7c均匀设置在所述承重板7和大承重板5上，在安装过程中，首先需要将所述大承重板5固定安装在所述大支撑旋转轴1上，再将三根所述支架6插设在所述大承重板5的定位孔7b内并通过所述定位螺母10将所述支架6定位固定，随后将所述承重板7一层一层安装固定在所述支架6上，每层所述承重板7都通过所述定位螺母10固定在所述支架6上，所述支架6为所述定位螺母10提供支点并为所述承重板7 提供支撑力，同时在安装的过程中需要对每层所述承重板7进行调平；最后一根所述支架6可以通过卡入的方式安装进开设在同一角度的所述活动定位卡槽7c内，并通过所述定位螺母10对所述支架6与所述承重板7及大承重板5 完成整体固定，当需要取出所述石墨托盘9时仅需松开位于所述活动定位卡槽 7c上的定位螺母10，水平取出所述支架6即可为更换所述石墨托盘9腾出空间。
[0039]其中，所述挂钩8、承重板7、大承重板5、定位螺母10、支架6和大支撑旋转轴1由高纯石墨或C/C复合材料加工而成。
[0040]本实用新型上述实施例所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，所述挂钩8、承重板7、大承重板5、定位螺母10、支架6和大支撑旋转轴1均由高纯石墨或C/C复合材料加工而成，保证了所制备产品的纯度。[0041]如图3所示，所述挂钩8的上部设置有一定位圆盘8a，所述挂钩的下部设置有一承力钩8b。
[0042]如图2所示，所述承重板7的所述中心孔7a的上部设置有一凹槽，所述凹槽的中心开设有通孔。[0043]如图5、7、9和10所示，所述石墨托盘9的底部中间位置设置有一个滑槽通孔固定结构，所述滑槽通孔固定结构由进口槽9a、滑道9b和定位槽9c 构成，且所述进口槽9a处通孔的大小大于所述定位槽9c处通孔的大小。[0044]如图4至9所示，所述承力钩8b的形状为圆形或椭圆形，且所述进口槽 9a与定位槽9c的形状与所述承力钩8b的形状契合。
[0045]本实用新型上述实施例所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，所述挂钩8穿设在所述中心孔7a内，所述定位圆盘8a嵌设在所述中心孔7a的上部凹槽，所述承力钩8b穿过所述中心孔的凹槽内通孔设置在所述承重板7的下方；所述石墨托盘9的底部中间位置设置有一个所述滑槽通孔固定结构，所述进口槽9a、滑道9b和定位槽9c均贯通设置在所述石墨托盘9上，当所述承力钩8b穿过所述进口槽9a沿所述滑道9b移动到所述定位槽9c后，由于所述定位槽9c的贯通口小于所述承力钩8b的大小因此所述石墨托盘9会通过所述定位槽9c挂设在所述承力钩8b处；所述承力钩8b的形状可以为圆形或者椭圆
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形，此时所述进口槽9a与定位槽9c需要相应的设置为圆形或者椭圆形以满足所述承力钩8b的进入和挂设。[0046]其中，所述石墨托盘9平行于所述承重板7，且所述石墨托盘9与所述承重板7之间设置有间隙。
[0047]本实用新型上述实施例所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，所述挂钩8需要具备一定的长度，使得所述承力钩8b离所述承重板7的底面有一定的距离，从而保证所述石墨托盘9与所述承重板7之间留有一定的空隙以利于反应气体(MTS、H2、Ar等；或SiCl4、H2、Ar等；) 水平流动均匀沉积，令生产效率得到提高。[0048]其中，所述突出轴2与所述炉底3之间设置有磁流体密封装置11。
[0049]本实用新型上述实施例所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，所述突出轴2与所述炉底3之间设置有所述磁流体密封装置 11，所述磁流体密封装置11在保证了所述炉底3与所述突出轴2密封性的同时，使得所述突出轴2能够传动，将旋转带给上方的各个部件。
[0050]本实用新型上述实施例所述的用于制备石墨托盘CVD-SiC涂层的水平悬挂式旋转装置，通过设置有所述大旋转支撑轴1能够带动整个装置旋转，位于所述大旋转支撑轴1上方的所述承重板7能够通过所述挂钩8挂设所述石墨托盘9，所述活动定位卡槽7c使得所述支架6能够轻松拆卸，令石墨托盘9便于更换；所述大旋转支撑轴1带动所述大承重板5匀速旋转，所述大承重板5 上的所述承重板7也带动着所述石墨托盘9共同匀速旋转，从而保证了SiC涂层制备的均匀性；本装置除所述磁流体密封装置11外的其余部件均为高纯石墨材料加工而成，因此在生产过程中保证了产品的纯度。本装置结构稳定、使用便捷，涂层制备均匀且纯度高，具有较高生产效率，能够满足生产需要。[0051]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
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