[发明专利]一种碳化硅电阻法生长晶体的温场模拟系统

说明书

一种碳化硅电阻法生长晶体的温场模拟系统，包括保温罩、加热板、测温热电偶和通孔，保温罩是俯视截面为圆形的中空圆柱体，其侧壁表面均匀分布有分别处于四个穿过保温罩中轴线的四个平面内的四列通孔，保温罩内侧安置有俯视对称的偶数个矩形加热板，每一个通孔均有一个圆柱形截面的热电偶的紧密配合式插入，或者由瓷制柱塞塞入以封闭。该系统能精密地获得内部各具体位置的温度，对于模拟晶体生长过程中温度是否足够有很好的模拟作用，能通过模拟中的测定分析温场的均衡与否。

技术领域

本发明涉及碳化硅晶体相关技术领域，具体为一种碳化硅电阻法生长晶体的温场模拟系统。

背景技术

碳化硅作为碳和硅唯一稳定的化合物，热导率约为硅的4.4倍，临界击穿电场约为硅的8倍，电子的饱和漂移速度为硅的2倍。碳化硅的这些性能使其成为高频、大功率、耐高温、抗辐照的半导体器件的优选材料，可用于地面核反应堆系统的监控、原油勘探、环境监测及航空、航天、雷达、通讯系统和大功率的电子转换器及汽车马达等领域的极端环境中。目前生长碳化硅废料晶体的方法包括物理气相传输法和化学气相传输法。

目前晶体生长的加热手段一般都是对置的两块平行加热板，或者是笼式加热器，这种有空隙的加热器为引晶提供了条件，一般在高温下也能保证温场均衡，但是在退火时往往不能保证温场均衡，而这种温场的不均衡往往带来晶体退火中产生的缺陷等。

以现有技术为例，热电偶一般只有随意布置的或者平行，旋转布置的几个或十几个，但是，现有技术中没有办法把退火中温场的不能不均衡进行全面、准确地展现。

因此，需要用一种模拟方式模拟保温罩内的温场，并精细地展现各处温度是否均匀，进而帮助判断加热方式是否够用和妥善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化硅电阻法生长晶体的温场模拟系统，以解决现有的技术没有办法把退火过程的温场均衡与否进行全面准确地展现的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳化硅电阻法生长晶体的温场模拟系统，包括保温罩、加热板、测温热电偶和通孔，其特征在于：所述保温罩是俯视截面为圆形的中空圆柱体，其侧壁表面均匀分布有分别处于N个穿过保温罩中轴线的N个平面内的N列通孔，且保温罩内侧安置有俯视对称设置的偶数个矩形加热板，所述N列通孔的每一个通孔均有一个圆柱形截面的热电偶的紧密配合式插入，或者由钉子状的一个耐热构件塞入以封闭。

优选地，所述保温罩的侧壁为圆柱形。

优选地，所述N个穿过保温罩中轴线的N个平面内的N列通孔，具体是4个穿过保温罩中轴线的4个平面内的4列通孔；从俯视角看来，4列通孔分别所在的4个平面形成了有4个相邻夹角为90°的从保温罩俯视中轴点向外延伸的射线；每一列通孔的通孔数量为M；每一列通孔都配有一件一体式地使插入的热电偶保持相互平行的钨合金外套环。

优选地，所述一对矩形加热板是一整块钨合金加热板，或者是钨合金加热管纵横排列而成的加热管的矩形阵列的二者择一。

优选地，所述偶数个矩形加热板设置有四个，相邻的所述加热板之间设置有缝隙。

优选地，所述测温热电偶设置有四组，每一组测温热电偶中的每一个测温热电偶均先由外向内穿过钨合金外套环上的一个套环，再从一个通孔穿入，每一组测温热电偶的数量为L，L是小于或等于M的正整数，每一个测温热电偶的插入深度在0-50cm内可调。

优选地，每一个所述测温热电偶与一个二次仪表相连接；该二次仪表将所述测温热电偶实时测得的数值通过二次仪表阵列接口传回PC机上的温场模拟计算系统。

优选地，所述二次仪表阵列接口上具有大于最多加载的测温热电偶数量的数量的接口。

优选地，所述温场模拟计算系统能够接收并转换所有的测温热电偶的实时温度，并可以以颜色和/或数值显示的方式显示所有的测温热电偶的实时温度状态。