[实用新型]高温碳化硅单晶生长炉的加热温控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高温碳化硅单晶生长炉领域，特别是涉及一种高温碳化硅单晶生长炉的加热温控装置。

背景技术

在现有技术中，碳化硅作为一种新型的宽禁带半导体材料，具有优异的物理和电学性能，特别适合于制造高温、高频、大功率、抗辐照、短波长发光及光电集成器件，在微电子和光电子领域具有极好的应用前景。

目前，用来生长碳化硅单晶的方法是物理气相传输法，该生长方法的实现过程是：将碳化硅籽晶和碳化硅源粉分别置于同一个密闭坩埚的顶部和底部，底部的碳化硅源粉处于高温区，顶部的碳化硅籽晶处于低温区，在2200℃以上的高温下，底部的碳化硅源粉升华并向上输运，在低温的碳化硅籽晶处结晶。由此可见，单晶炉系统的加热能力的大小对于实施碳化硅单晶的生长是非常重要的，而对于特定晶型的碳化硅来说，其生长温度的区间是极为狭窄的，因此，对于生长系统温度的精确控制是急需解决的一个问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种高温碳化硅单晶生长炉的加热温控装置，以解决现有技术不能够对生长系统的温度进行精确控制的问题。

本实用新型提供一种高温碳化硅单晶生长炉的加热温控装置，包括：

感应线圈，用于接收无线射频发生器发射的中频交变电流，并对密闭坩埚内的生长系统进行加热；

感应线圈移动系统，连接至感应线圈，用于对感应线圈进行定位、和/或定速控制；

可编程逻辑控制器，连接至感应线圈移动系统，用于根据预先设置的控制程序控制感应线圈移动系统；

温度检测装置，用于检测生长系统的温度；

欧陆表，连接至温度检测装置，用于控制生长系统的温度；

终端计算机，连接至可编程逻辑控制器以及欧陆表，用于对可编程逻辑控制器以及欧陆表进行控制。

本实用新型有益效果如下：

通过采用呈大螺距均匀分布的多匝环形线圈，感生出的涡流能够对单晶炉系统进行欧姆加热，本实用新型实施例在机械结构中增加了位置测量传感器，使步进电机成为闭环控制，可以实现对线圈的位置和移动速度的精确控制；温控系统中利用欧路表来实现，使系统能够实现自动加热和热功率控制的手动加热两种方式，根据不同的工艺设计或在生长的不同阶段可以采取相宜的手段，此外，通过通讯控件，可以和上、下站之间保持数据交换，保证了现场数据的随时显现和计算机指令的实时实施，本实用新型实施例解决了现有技术中不能够对生长系统的温度进行精确控制的问题，能够对温度进行及时监测和精确控制，使得温度的自动调节相对偏差小于0.1℃。

附图说明

图1是本实用新型实施例的高温碳化硅单晶生长炉的加热温控装置框图；

图2是本实用新型实施例的高温碳化硅单晶生长炉的加热温控装置的优选结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术物理气相传输法生长特定晶型的碳化硅单晶对生长系统的加热能力有很高要求，因此需要对单晶生长温度进行精确的控制的问题，本实用新型提供了一种高温碳化硅单晶生长炉的加热温控装置，本实用新型实施例将一种加热、温控系统应用到小批量过程验证测试(Process Verification Test，简称为PVT)工艺之中，利用该系统可以保证生长系统温度的幅度与精度均达到特定晶型的单晶生长要求，同时可以使温度值以及加热的区域完全按照操纵者所设定指令作多斜率的线性变化。

以下结合附图以及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。

根据本实用新型的实施例，提供了一种高温碳化硅单晶生长炉的加热温控装置，图1是本实用新型实施例的高温碳化硅单晶生长炉的加热温控装置框图，如图1所示，根据本实用新型实施例的高温碳化硅单晶生长炉的加热温控装置包括：感应线圈10、感应线圈移动系统11、可编程逻辑控制器12、温度检测装置13、欧陆表14、终端计算机15。

感应线圈10用于接收无线射频发生器发射的中频交变电流，并对密闭坩埚内的生长系统进行加热；优选地，感应线圈10为6匝蛇形环绕的中空铜管，中空铜管内通以循环冷却水，循环冷却水的温度为小于15摄氏度。也就是说，在实际应用中，可以采用6匝蛇行环绕铜管作为感应线圈，中空的管内需要通以15℃以下的循环冷却水。

感应线圈移动系统11连接至感应线圈10，用于对感应线圈10进行定位、和/或定速控制；