石墨下环及石墨环

技术领域

本发明涉及外延炉辅助装置领域，特别涉及一种石墨下环及石墨环。

背景技术

半导体设备对整个半导体行业起着重要的支撑作用。因半导体制造工艺复杂，各个环节需要的设备也不同，从流程工序分类来看，半导体设备科分为晶圆制造设备、封装测试设备等。

外延炉是一种用于生产半导体材料的设备，其工作原理是在高温环境下将半导体材料沉积在沉底上。硅外延生长，是在具有一定晶向的硅单晶衬底上，生长一层具有和衬底相同晶向的电阻率且厚度不同的晶格结构完整性好的晶体。MOCVD设备(以下均简称为“CVD设备”)是在气相外延生长的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术，是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和Ⅴ、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长Ⅲ-Ⅴ主族、Ⅱ-Ⅵ副族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。在CVD设备中，衬底不能直接放在金属或者简单的防止在某个底座上面进行外延沉积，因其中涉及到气体流向(水平、垂直)、温度、压力、固定和脱落污染物等各方方面的影响因素、因此，需要使用Si C涂层石墨基座(以下均简称为“石墨基座”)，然后将衬底放置在石墨基座上，再利用CVD技术在衬底上面进行外延沉积。

石墨基座是CVD设备中的核心零部件之一，是外延炉的反应腔内的承载体和发热体，它热稳定性、热均匀性等性能参数对外沿材料生长的质量起到决定性作用，直接决定薄膜材料的均匀性和纯度，因此石墨基座的品质直接影响外延片的制备。外延炉在晶片生长外沿过程中，每个炉次都需要承受一次高低温的循环，在这个过程中石墨基座很容易产生裂缝、崩溃等损伤，将导致石墨基座上的晶片受污损，并且严重影响石墨基座的使用寿命。因此，对石墨基座的温度进行监测以避免石墨基座温度过高尤为关键。为此，长时间使用热电偶对石墨基座进行测温，而热电偶是温度测量仪表中常见的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。常见的热电偶通常为绳状结构，呈圆盘状的石墨基座使得热电偶无法直接被固定在石墨基座上；常见的热电偶安装方式是将热电偶直接悬挂于石墨环上，然而，在将热电偶在置于石墨环上后，为了保证晶体能够生长外沿，反应腔的温度可在1000℃～1400℃之间，而对于需要长期使用的热电偶而言，其温度应当控制在1300℃以下，一旦温度超过1300℃达一定时间，高温环境下的热电偶的套管会产生较大形变而随重力下垂，热电偶内部的铂金丝测温则发生偏移，从而使热电偶反馈给控制器的参数发生偏移而使温度调控后工艺温场发生变化，这便导致需要重新调试反应腔内温场，影响设备运行时间以及产品工艺稳定性，同时，热电偶的形变量大，易被制程气体氯化氢腐蚀，缩短热电偶的使用寿命。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种石墨下环及石墨环以解决热电偶变形下垂的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种石墨下环包括下环本体，所述下环本体上沿一轴向开设有一第一定位孔，所述下环本体上沿第一定位孔的圆周方向设置有一下扣部，所述下扣部和下环本体均由石墨制成并围合形成有一第一L形空间，所述第一L形空间用于与石墨上环扣合并用于限制热电偶变形，第一L形空间用于支撑热电偶，在外延炉内升温后，第一L形空间在热电偶因高温而变形下垂时拖住热电偶并限制热电偶，使热电偶不具备形变条件而无法形变，从而保证热电偶对石墨基座的测温效果，保证热电偶测温稳定进行。

进一步的，所述下扣部包括绕第一定位孔的圆周方向设置的第一侧环，所述第一侧环沿轴向自下环本体顶面延伸而成。

进一步的，在所述第一侧环上沿径向方向凸设有一支承部，所述支承部沿轴向正对于下环本体的一侧面连接于下环本体，所述支承部具有一用于支承电热偶的一支承面，以用于拖住热电偶而防止热电偶下垂。

进一步的，所述支承面沿轴向方向凹陷于所述第一侧环背向下环本体的一侧面，以使得所述第一侧环具有沿轴向超出所述支撑面的第一凸伸段，所述第一凸伸段与所述支承面围合形成所述的第一L形空间，以便于安装热电偶。

进一步的，所述支承部的两端沿第一侧环的圆周方向背向延伸并适配于热电偶的长度设置以呈弧形，从而在热电偶穿入第一L形空间后对热电偶的底部进行支撑，限制热电偶发生形变并保证热电偶能够对石墨进行测温。

进一步的，所述支承部上具有一沿径向方向背向第一侧环的一第一贴合面，以便于与石墨上环相扣合后支承部贴合于石墨上环，从而提升石墨上环和石墨下环之间的结构强度。

进一步的，所述下环本体沿径向背向第一定位孔的一侧面绕第一定位孔的圆周方向环设，以使第一侧环与下环本体之间形成一第二L形空间，所述支承部位于所述第二L形空间内；在所述第一侧环沿径向背向第一定位孔的一侧面上沿径向朝向背向第一侧环一侧凸设形成有支撑耳，所述支撑耳沿径向延伸至第二L形空间外，以在给支承部提供支撑的同时，使支撑耳能够于石英管的支撑柱配合。

进一步的，所述支撑耳包括位于第二L形空间内且分别连接于下环本体和第一侧环的基部以及沿轴向连接于基部背向下环本体一侧面的延伸部，所述延伸部沿径向延伸至第二L形空间外，且所述延伸部沿轴向正对下环本体的一侧面具有支撑平面，以供支撑柱支撑于支撑耳。

进一步的，所述支撑耳与第一凸伸段沿轴向背向下环本体的一侧面平齐，以便于与石墨上环配合。

本发明还提供一种石墨环，石墨环包括石墨上环和石墨下环，所述石墨上环包括上环本体，所述上环本体上沿轴向开设有与第一定位孔同轴并等径的第二定位孔，在所述上环本体上沿第二定位孔的圆周方向设置有与下扣部相扣合的上扣部，所述上环本体和上扣部均由石墨制成，所述上扣部与石墨下环的第一L形空间之间形成有用于供热电偶穿入其中的支承空间，以用于将热电偶限制在石墨环上，防止热电偶掉落松动的同时，在外延炉内升温后，支承空间在热电偶因高温而变形时限制住热电偶，使热电偶不具备形变条件而无法形变，从而保证热电偶对石墨基座的测温效果，保证热电偶测温稳定进行。

本发明的石墨下环及石墨环，至少具有如下有益效果：通过下环本体与下扣部之间形成的第一L形空间，在便于安装热电偶的同时，第一L形空间用于支撑热电偶，使热电偶在受到反应腔内高温影响而形变时支撑下垂的热电偶，使热电偶不具备形变下垂的条件而无法下垂变形，从而使热电偶能够继续测温，以能够实时对反应腔内的石墨进行测温，从而便于调控反应腔内温度而保证石墨基座的使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的石墨下环的结构示意图；

图2为本发明的石墨下环的局部侧视图；

图3为本发明的下环本体和支撑耳的结构示意图；

图4为本发明的石墨上环的仰视结构示意图；

图5为本发明的石墨上环的俯视结构示意图；

图6为本发明的石墨上环和石墨下环组装后的局部侧视图；

图7为图6所示石墨上环和石墨下环拆分后的局部侧视图。

附图中各标号的含义为：

上环本体-1；第二定位孔-11；上扣部-12；第二侧环-121；第二抵止面-122；第二贴合面-1221；第三抵止面-13；环槽-14；第一开口-15；第二开口-16；通槽-17；下环本体-2；第一定位孔-21；下扣部-22；第一侧环-221；第一凸伸段-2211；第一抵止面-2212；支承部-222；支承面-2221；第一贴合面-2222；支撑耳-223；基部-2231；延伸部-2232；支撑平面-2233；第一L形空间-224；第二凸伸段-23；第二L形空间-24。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1至图7所示，本发明的一种石墨环包括均由石墨制成的石墨上环和石墨下环，石墨上环和石墨下环平行布置并沿同一轴向设置，石墨上环包括上环本体1，在上环本体1上以上环本体1的中心位置处沿一轴向方向(以下均简称为“轴向”)贯通设置有第二定位孔11，第二定位孔11呈圆孔状且直径与石墨基座的直径适配以使石墨基座能够穿入第二定位孔11内。

本发明的石墨下环包括下环本体2，在下环本体2上以下环本体2的中心位置处沿轴向贯通设置有第一定位孔21，第一定位孔21的形状和直径均与第二定位孔11相同，上环本体1用于扣合或盖设在下环本体2的顶面上以组合成石墨环，第二定位孔11和第一定位孔21同轴分布，在石墨环被安装在如外延炉的反应腔中时，石墨基座能够穿入第二定位孔11和第一定位孔21内，上环本体1和下环本体2则围设在石墨基座的外周上以用于定位石墨基座，限制石墨基座径向移动。应当注意的是，本发明中所提到的径向方向(以下均简称为“径向”)为第二定位孔11和第一定位孔21的径向方向，本发明所提到的轴向方向(以下均简称为“轴向”)为第二定位孔11和第一定位孔21的轴向方向，轴向垂直于径向，以便于理解本发明结构。

如图4至图5所示，在本实施例中，上环本体1呈方形片状结构，第二定位孔11形成于上环本体1的中心位置处，上环本体1的四角处均倒圆角设置。上环本体1和下环本体2沿轴向方向依次间隔分布，将上环本体1沿轴向正对(或面向)下环本体2的一侧面限定为上环本体1的底面，将上环本体1沿轴向背向下环本体2的一侧面限位为上环本体1的顶面，将上环本体1沿径向背向第二定位孔11的一侧面限位为上环本体1的外侧面；将下环本体2沿轴向正对上环本体1的一侧面限定为下环本体2的顶面，将下环本体2沿轴向背向上环本体1的一侧面限定为下环本体2的底面，将下环本体2沿径向背向第一定位孔21的一侧面限位为下环本体2的外侧面。在上环本体1的底面沿第二定位孔11的圆周方向凸设形成有上扣部12，且上扣部12绕设在第二定位孔11上以使上扣部12同轴于第二定位孔11布置，热电偶可设置在上扣部12上，通过绕设在上扣部12上以能够对反应腔内的石墨温度进行测量。上扣部12包括绕第二定位孔11的圆周方向自上环本体1底面沿轴向朝向背向上环本体1一侧凸设延伸形成的第二侧环121，以使整个上环本体1呈“T”字型，上扣部12的高度对应于石墨基座的高度，以使石墨基座在穿设在第二定位孔11内后整个被上环本体1围设在其中以对石墨基座进行防护。第二侧环121自上环本体1的底面沿轴向朝下延伸形成，第二侧环121呈圆管状结构并同轴于第二定位孔11，第二侧环121的顶面一周可与第二定位孔11的一周内壁相对齐以直径相等，第二侧环121的顶面一周可相对于第二定位孔11沿径向位于第二定位孔11外围，以使第二侧环121的直径大于第二定位孔11直径。第二定位孔11的顶部和底部边沿一周均倒角设置，以能够在石墨基座穿入第二定位孔11内时在一定程度上防止刮花石墨基座。应当注意的是，上环本体1沿径向背向第二定位孔11的外侧面一周相对于第二侧环121沿径向朝外(朝向背向第二定位孔11内壁一侧)延伸设置。应当注意的是，将第二侧环121沿径向背向第二定位孔11或背向第一侧环221的一侧面限定为第二侧环121的外侧面。

在本实施例中，下环本体2呈圆形片状结构，第一定位孔21形成于上环本体1的中心位置处，以使下环本体2呈圆环状结构，下环本体2的外沿(即下环本体2的外侧面一周)绕第一定位孔21的圆周方向环设。在组装石墨环时，将上环本体1的第二侧环121朝下并扣合在下环本体2上，并使第二定位孔11和第一定位孔21同轴后，第二侧环121支撑于下环本体2上，第二侧环121则增加了石墨环的高度，使石墨基座能够在穿入第二定位孔11和第一定位孔21后整个位于其中，第二侧环121、上环本体1和下环本体2则在一定程度上对此时的石墨基座起到防护作用，优选石墨基座的顶面高度和石墨环的顶面平齐而便于将外延炉的衬底放置在石墨基座和石墨环上，以使石墨环和石墨基座对衬底进行支撑。而上环本体1呈方形结构且相对于下环本体2的圆形，上环本体1的四角在径向方向上相对于下环本体2凸出，在上环本体1的长宽等于下环本体2直径的情况下，在需要拆卸或安装石墨环时，上环本体1的四角便于抓持上环本体1而取下或组装上环本体1。应当注意的是，上环本体1和第二侧环121均由石墨制成且一体成型。

如图1、图2、图6和图7所示，在本实施例所限定的内容中，在下环本体2的顶部沿第一定位孔21的圆周方向设置有与上扣部12相扣合的下扣部22，且下扣部22绕设在第一定位孔21上以使下扣部22同轴于第一定位孔21布置，第二定位孔11和第一定位孔21的直径相同，以使石墨基座能够依次穿过第二定位孔11和第一定位孔21。使用时，将上扣部12的第二侧环121沿轴向盖设在下环本体2上并使第二定位孔11和第一定位孔21同轴分布后，上扣部12和下扣部22同轴分布，且在上扣部12和下扣部22之间形成有用于供热电偶穿入其中的支承空间，支承空间在热电偶穿入其中后对热电偶进行支撑，使热电偶贴合于石墨环上，在反应腔内升温反应时，石墨环作为同样处在反应腔内的部件且为石墨材质，且石墨环套设在石墨基座上以作为支撑衬底的一部分，为此，对石墨环的测温等同于对石墨基座的测温，以保证热电偶能够将正确的温度参数反馈给控制器，以便于设备正常调控反应腔内温场，保证工艺的正常进行；在热电偶因高温而内部能量变化导致热电偶形变发生时，下扣部22和上扣部12的配合挡住并限制热电偶，使热电偶不具备形变和延伸的空间而无法形变或不会大幅度形变，从而保证热电偶能够继续贴合石墨环而正常进行测温，同时，在上扣部12和下扣部22扣合后，位于支承空间内的热电偶被上扣部12和下扣部22围设于其中，减少热电偶暴露于反应腔中而避免制程中的一些腐蚀气体腐蚀热电偶，从而提升热电偶的使用寿命。

在本实施例中，下扣部22包括绕第一定位孔21的圆周方向自下环本体2顶面沿轴向朝向上环本体1一侧凸设延伸形成的第一侧环221、在第一侧环221的侧壁上对应于热电偶的位置处沿径向朝向第二侧环121一侧凸设形成的支承部222以及在第一侧环221沿径向面向第二侧环121的一侧面上凸设形成的支撑耳223，在第二侧环121和第一侧环221之间具有供热电偶穿入其中的间隙，支撑耳223沿径向朝向背向第一侧环221或面向第二侧环121一侧延伸设置。在组装时，第二侧环121和第一侧环221相互扣合并与支承部222共同围设形成支承空间，第一侧环221在一定程度上提升上环本体1和下环本体2组装后的稳定性，支承部222缩短支承空间并对热电偶进行支撑，以使热电偶在穿入支承空间内后能够保持与石墨环之间的接触，同时限制热电偶形变，支承耳与反应腔内的石英管上的支撑柱相对并支承于支撑柱，同时，支撑耳223使下扣部22在较少的材料组成下增加了与上环本体1之间的接触面积，从而提升组装后石墨环的强度和稳定性。应当注意的是，将第一侧环221沿径向背向第一定位孔21或面向第二侧环121的一侧面限定为第一侧环221的外侧面，并将第一侧环221和下环本体2沿径向朝内的一侧面限定为第一定位孔21。

在本实施例所限定的内容中，第一侧环221自下环本体2的顶面沿轴向朝向上环本体1一侧延伸形成，第一侧环221呈圆管状结构并同轴于第一定位孔21，第一侧环221相对垂直于下环本体2，且下环本体2沿径向远离第一定位孔21的一侧面沿径向朝外延伸形成第二凸伸段23，第二凸伸段23相对于支承部222朝外延伸，以使下环本体2和第一侧环221间呈T形。第一侧环221的外侧面与上环本体1的顶面(包括第二凸伸段23的顶面)之间形成一截面呈L形的台阶面，台阶面所在的圆环形的空间被限定为第二L形空间24，以能够用于支承第二侧环121而使第二侧环121扣合在下环本体2上。第一侧环221的底面一周与第一定位孔21的内壁一周相对齐而直径相等，对应的第二侧环121的顶面一周相对于第二定位孔11沿径向位于第二定位孔11外围，此时的第二侧环121与第一侧环221之间具有一定间距且第二侧环121的直径大于第一侧环221的直径，以使上环本体1和下环本体2组装后第二侧环121套设在第一侧环221的外侧。在另一种实施方式中，也可使第二侧环121顶面一周与第二定位孔11的一周内壁相对齐对应的，第一侧环221的底面一周相对于第一定位孔21沿径向位于第一定位孔21外围，此时，第一侧环221的直径大于第二侧环121的直径而在上环本体1和下环本体2组装后，第一侧环221套设在第二侧环121的外侧。作为优选的，第二侧环121与上环本体1的交接处以及下环本体2和第一侧环221的交接处均倒角设置，以使第二侧环121和第一侧环221相配合时避免互相刮伤。作为优选的，第二侧环121和第一侧环221的高度相同，以使上环本体1和下环本体2组装后，第二侧环121支撑在下环本体2上，第一侧环221支撑在上环本体1上而相互支撑，相对于将石墨环制作成一整个呈圆环状的结构而言，第二侧环121和第一侧环221的相互支撑保证石墨环的整体强度，同时减少石墨用料，一定程度上节约成本，以便于拆装热电偶并防护热电偶。

本实施例所限定的内容中，支承部222形成于第一侧环221的外侧面上并相对于上环本体1位于背向上环本体1的一侧，即支承部222相对于第一侧环221位于第一侧环221的底部，以使得第一侧环221具有沿轴向超出支承部222的第一凸伸段2211，将第一凸伸段2211沿径向面向第二侧环121的一侧面限定为第一抵止面2212；将支承部222支撑热电偶的一侧面、即支承部222沿轴向正对上环本体1的一侧面(支承部222的顶面)限定为支承面2221，以支撑并限制热电偶，以使支承部222的支承面2221与第一抵止面2212之间围设成一第一L形空间224，能够用于支撑热电偶，并限制热电偶在径向朝内的方向上的自由度。在本实施例中，支承部222的长度方向沿第一侧环221的圆周方向径向布置，且支承部222相对于第一侧环221沿径向向外凸设形成，支承部222的两端沿第一侧环221的圆周背向延伸，以使支承部222呈弧形，且支承部222沿径向正对第一侧环221的一侧面(即指支承部222的内侧)固定连接于第一侧环221的外侧面。且支承部222的长度根据需要安装在石墨环上的热电偶的长度设置，即支承部222的长度大于或等于热电偶安装于石墨环上的热电偶的长度，以使支承部222的支承面2221能够对穿入支承空间内的热电偶的部分进行支撑，同时限制热电偶在轴向朝下的自由度。为了保证支承部222与第一侧环221直径的刚度，支承部222沿轴向正对于下环本体2的一侧面(即指支承部222的底面)固定连接于下环本体2的顶面，以能够提升第一侧环221和下环本体2之间的连接强度。在本实施例中，支承部222的宽度、即支承部222外侧面与内侧面之间的间距等于或小于第二侧环121和第一侧环221之间的间隙，优选支承部222的宽度等于第二侧环121和第一侧环221之间的宽度，以使上环本体1和下环本体2组装后支承部222抵靠在第二侧环121上。在本实施例中，将支承部222抵靠于第二侧环121上的一侧面限定为第一贴合面2222，将第二侧环121沿径向面向第一侧环221的一侧面限定为第二抵止面122，且将第二抵止面122沿径向正对第一贴合面2222的部分限定为第二贴合面1221，从而在上环本体1和下环本体2扣合后，第一贴合面2222贴合于第二贴合面1221，此时的支承部222在一定程度上增加了第二侧环121、第一侧环221和下环本体2之间的连接强度和稳定性，同时使第二侧环121用于限制热电偶在径向朝外的自由度。为了使第二侧环121更容易套设在第一侧环221和支承部222上，支承部222的各边均倒角处理，第二侧环121和第一侧环221的各边均倒角处理。在本实施例中，支承面2221、第一抵止面2212以及第二抵止面122共同围设形成支承空间，热电偶在上环本体1和下环本体2组装时可穿入支承空间内，第二侧环121和第一侧环221用于限制热电偶在径向方向上形变，支承部222则限制热电偶向下形变，同时增加热电偶与石墨环之间的接触面积。为了进一步保证热电偶能够正常测温，支承空间的宽和高均与热电偶的直径适配，支承空间的宽和高相等并略大于或等于热电偶的直径，略大于指支承空间的宽和高与热电偶直径间的差值在0～2mm内，为此，将上环本体1的底面正对于支承面2221的部分限定为第三抵止面13，支承空间由支承面2221、第一抵止面2212、第二抵止面122和第三抵止面13共同围设形成，上环本体1和支承部222用于限制热电偶在轴向上的形变，同时进一步增加热电偶与石墨环之间的接触面积。也可使支承部222位于第一侧环221的顶部并使支承部222的顶面与第一侧环221的顶面平齐，此时，支承空间则由支承部222的底面、第二侧环121、第一侧环221以及下环本体2的顶面共同围设形成。

在本实施例中，为了便于热电偶的安装和拆卸，在第二侧环121上形成有连通支承空间的第一开口15，以便于在石墨环组装完成后经第一开口15将热电偶穿入支承空间内，从而简化热电偶的安装。如图2所示，第一开口15沿径向贯穿第二侧环121，且第一开口15的底部沿轴向朝向背向上环本体1一侧贯通，以使第一开口15相对于第二侧环121呈门形缺口。第一开口15对应于支承空间的端部位置处，即第一开口15正对于支承空间的任意一端端末位置处，以使热电偶在经第一开口15穿入第二侧环121内后即可进入支承空间内，以在石墨环组装后安装热电偶。作为另一种安装方式，也可现将热电偶绕设在第一侧环221上，并使支承部222拖住热电偶的底部，在将上环本体1扣设在下环本体2上时，第一开口15逐渐支承部222上的热电偶并使热电偶背向支承部222的一端穿入第一开口15内而使支承空间逐渐围设形成后，热电偶位于支承空间内，第一开口15则在此时避免热电偶背向支承部222一端影响上环本体1和下环本体2之间的组装。作为另一种实施方式，第一侧环221的直径大于第二侧环121时，支承部222则设置在第一侧环221的内侧壁上，第一开口15则设置在第一侧环221上。应当注意的是，第一开口15的数量与热电偶的使用数量适配，如在反应腔内需使用三根热电偶，则第一开口15需设置三个，三个第一开口15沿第二侧环121的圆周方向分设在不同位置处，且随热电偶的设置方式不同，第一开口15在第二侧环121圆周方向上的长度不同，如其中一热电偶需沿第二侧环121的径向方向穿入第二侧环121和第一侧环221间的间隙时，对应的第一开口15在圆周方向上的长度仅需供热电偶可穿过即可，而对应需绕设在石墨环上的热电偶而言，热电偶相对于第一侧环221接近于相切，为了便于热电偶的牵拉，需弯曲热电偶，而对应的第一开口15在圆周方向上的长度则远大于前述的第一开口15，同时也便于在安装热电偶时提供较大的穿设空间而便于将热电偶穿入组装好的石墨环的支承空间内。

在本实施例中，支撑耳223形成于第一侧环221的外侧面上，支撑耳223的数量与反应腔内的石英管上的支撑柱相对应。石英管为一由石英制成的圆环形管状结构，用于支撑在石墨环的底部，石英管的内环与第二定位孔11和第一定位孔21相对应。在石英管上设置在三根分别沿轴向朝上延伸的支撑柱，三根支撑柱沿石英管的圆周方向分别分布在不同位置处，对应的支撑耳223同样设置为三个。为了便于支撑耳223与支撑柱配合，各支撑耳223沿径向朝向背向第一侧环221一侧延伸至第二L形空间24外，延伸至第二L形空间24外的支撑耳223部分则与石英管的支撑柱相抵。

在本实施例所限定的内容中，支撑耳223包括位于第二L形空间24内且分别连接于下环本体2和第一侧环221的基部2231以及连接于基部2231并延伸至第二L形空间24外的延伸部2232，延伸部2232连接于基部2231沿轴向背向下环本体2的一侧面上，即基部2231的顶面上，基部2231用于连接于第一侧环221和下环本体2，在给延伸部2232提供支撑的同时保证第一侧环221与下环本体2之间的连接强度，对第一侧环221和下环本体2之间的刚度进行增强，提升石墨环的稳定性。基部2231自第一侧环221的外侧面上沿径向朝向背向第一侧环221一侧凸设形成，且基部2231的底部固定连接于下环本体2的顶面。延伸部2232同样自第一侧环221的外侧面沿径向朝向背向第一侧环221一侧凸设形成，且延伸部2232的底部固定连接于基部2231的顶部，而延伸部2232背向第一侧环221的一侧现对于基座继续沿径向朝向背向第一侧环221一侧延伸出第二L形空间24外，在延伸部2232凸出于基部2231的底面上具有一平行于径向的支撑平面2233，以供石英管的支撑柱抵靠并支撑于支撑平面2233上，以提升石英管与石墨环之间的结构稳定性。在本实施例所限定的内容中，延伸部2232自第一侧环221一侧沿径向朝向背向第一侧环221一侧渐窄布置，以使延伸部2232呈三角状，靠近第一侧环221的一侧保证与第一侧环221的连接强度，而背向第一侧环221一侧渐窄，能在一定程度上减少用料成本，同时也能够保证支撑耳223支承于支撑柱。支撑耳223的顶面与第一侧环221的顶面齐平，而第二侧换的高度与第二侧环121相同，为此，在上环本体1和下环本体2组装后，支撑耳223抵靠于上环本体1底面，以增加与上环本体1的接触面积，并加强下环本体2与上环本体1之间的结构强度。

在本实施例中，为了避免支撑耳223的存在影响第二侧环121和第一侧环221的扣合，在第二侧环121的底部正对于支撑耳223的位置处沿轴向向上凹设有第二开口16，第二开口16沿径向贯通设置以用于供支撑耳223活动穿入其中，并使延伸部2232能够传出第二开口16外而于支撑柱配合，同时在组装上环本体1和下环本体2时，第二开口16逐渐靠近支撑耳223并架设于支撑耳223上，支撑耳223则穿入第二开口16内以使第二侧环121和第一侧环221能够正常扣合。应当注意的是，支承部222设置在任意相邻两支撑耳223之间，支承部222的端部与支撑耳223之间具有间隔空间，第一开口15和第二开口16相互独立不相交，以使热电偶能够穿入支承空间，且任意相邻两支撑耳223之间仅具有一支承部222。应当注意的是，下环本体2、第一侧环221、支承部222以及支撑耳223均由石墨制成且一体成型，也可通过粘连等方式固定连接。

实施例二

为了在组装上环本体1和下环本体2时快速对齐第二侧环121和第一侧环221的方向，本实施例还包括形成于上环本体1底面上的环槽14，环槽14由上环本体1底面上位于第二侧环121内的部分凹设形成并呈圆环状结构，环槽14的底部沿轴向贯通，环槽14的内侧一周均沿径向朝向第二定位孔11贯通，且环槽14沿轴向正对于第二侧环121和支承面2221，环槽14顶面即环槽14沿轴向正对于支承面2221的一侧面被限定为第三抵止面13。第一侧环221的第一凸伸段2211对应于环槽14沿轴向朝第三抵止面13一侧延伸，第一凸伸段2211延伸的高度与环槽14的深度或高度相等，以使上环本体1和下环本体2组装后，第一侧环221的顶部抵靠于环槽14顶壁、第二侧环121抵靠于下环本体2顶面，如此，在一定程度上对上环本体1进行减料，同时，第一侧环221对其进行支撑，保证上环本体1的环槽14部分的稳定。在上环本体1的底面上正对于各支撑耳223的位置处自环槽14的侧壁沿径向朝向背向第二定位孔11一侧贯穿第二侧环121和上环本体1以形成一通槽17，通槽17的形状同支撑耳223的延伸部2232的形状一致并相适配，通槽17沿轴向贯同对应支撑耳223所在的第二开口16和上环本体1底面，以使上环本体1和下环本体2在组装后延伸部2232穿过第二开口16和通槽17并抵靠于通槽17的顶壁，以使第一侧环221和支撑耳223的顶部分别陷入环槽14和通槽17内，使支撑耳223与上环本体1的接触面积得到提升，同时，由于通槽17的形状对应于延伸部2232而呈三角状，各通槽17在上环本体1和下环本体2组装时对上环本体1的朝向进行导向定位，通过通槽17使支撑耳223快速对齐而保证上环本体1和下环本体2快速对齐。

本发明的石墨下环及石墨环的其中一种实施例的工作方式如下：组装时，首先通过支撑耳223和第二开口16的位置快速对齐上环本体1和下环本体2后，使从上往下使第二侧环121逐渐靠近第一侧环221并套设在第一侧环221和支承部222的外侧，直至第二侧环121的底部抵靠于下环本体2、第一侧环221的顶部抵靠于上环本体1后，此时，支承部222、第二侧环121、第一侧环221以及上环本体1围设形成支承空间，此时通过第一开口15将热电偶穿入支承空间内，将石墨环置于反应腔内并使支撑耳223制成于石英管的支撑柱上，将石墨基座穿过第二定位孔11并置入第一侧环221内侧后，将衬底置于石墨基座上并放置晶体，启动外延炉即可进行晶体生长外沿，热电偶则对石墨环进行测温，支承空间对高温下的热电偶进行支撑和限位，防止热电偶因形变下垂而影响参数的准确性，保证晶体生长外沿的质量；同时，相对于现有技术，本发明的石墨环通过第二侧环121和第一侧环221的配合，不仅结构简单，制作方便，同时，便于石墨环和热电偶的拆卸和安装。