[发明专利]一种快速合金退火炉的控温方法

说明书

本发明公开了一种快速合金退火炉的控温方法，属于半导体器件制造技术领域。一种快速合金退火炉的控温方法，所述退火炉的加热腔内设有上层卤素灯管和下层卤素灯管；所述上层卤素灯管和下层卤素灯管之间设有用于给晶片间接热传导的导热盒；所述上层卤素灯管和下层卤素灯管内均设有若干间隔平行设置的卤素灯管；所述上层卤素灯管内的卤素灯管与所述下层卤素灯管内的卤素灯管垂直设置；将所述上层卤素灯管和下层卤素灯管分别划分成若干控温区域；每个控温区域由一个单独的加热电源控制，通过调节每个控温区域的电源输出占空比调节输出电压，控制每个控温区域加热功率的高低，通过PID控制来实现快慢速升降温。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造领域技术领域，具体是一种快速合金退火炉的控温方法。

背景技术

化合物半导体制造中会有高温合金与热退火处理两种工艺，将待处理的砷化镓或者氮化镓的晶片放置到石墨镀碳化硅导热盒中进行加热，实际晶片的加热温度需求可以达到20℃/秒，温度控制精度达±1℃，温度均匀性达1％；退火炉中传统的灯管分布区域及交流加热不可避免的0相位不加热的问题，导致加热精度差，无法满足日益增长的工艺对设备的高要求。

发明内容

发明目的：针对现有退火炉中0相位不加热，导致加热精度差，无法满足日益增长的工艺对设备的高要求的问题，提供一种快速合金退火炉的控温方法。

技术内容：一种快速合金退火炉的控温方法，所述退火炉的加热腔内设有上层卤素灯管和下层卤素灯管；所述上层卤素灯管和下层卤素灯管之间设有用于给晶片间接热传导的导热盒；所述上层卤素灯管和下层卤素灯管内均设有若干间隔平行设置的卤素灯管；所述上层卤素灯管内的卤素灯管与所述下层卤素灯管内的卤素灯管垂直设置；将所述上层卤素灯管和下层卤素灯管分别划分成若干控温区域；每个控温区域由一个单独的加热电源控制，通过调节每个控温区域的电源输出占空比调节输出电压，控制每个控温区域加热功率的高低，通过PID控制来实现快慢速升降温。

进一步的，所述上层卤素灯管和下层卤素灯管内的卤素灯管的功率相同。

进一步的，所述上层卤素灯管和下层卤素灯管均包含14根卤素灯管；

所述下层卤素灯管内，两侧边缘的各一根共2根卤素灯管组成第一控温区域，中间6根卤素灯管组成第二控温区域，剩余6根卤素灯管组成第三控温区域；

所述上层卤素灯管内，两侧边缘的各一根共2根卤素灯管组成第四控温区域，中间6根卤素灯管组成第六控温区域，剩余6根卤素灯管组成第五控温区域。

进一步的，所述导热盒的材料为石墨镀碳化硅或者热解碳。

进一步的，所述导热盒的材料为石墨镀碳化硅时，所述导热盒内外表面均设有氮化硅涂层，所述氮化硅涂层的厚度为50-100um。

有益效果：

1)本发明将现有技术中将上层和下层卤素灯管内的灯管排布改成垂直交叉排布，每14根灯管分成3个区域，由于灯管分布对称，垂直的灯管分布又可以校正晶片四周与中间区域的温度。

2)其次通过调节输出电源的占空比可以控制每组电源的输出功率，矩形波的输出形式可以避免传统正弦波交流电相位电流不均匀与零位造成的控制精度不准确的问题。

3)本发明通过单独的电源控制解决了灯管控制数量分布的问题，灯管可以是任意数量组合，可以根据需求划分控温区域。

附图说明

图1为本发明中卤素灯管分布示意图；

图2为本发明中加热电源输出波形图。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于实施例。