【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶体生成控制，具体地涉及一种基于独立温度控制的sic晶体生长装置、一种基于独立温度控制的sic晶体生长控制方法、一种基于独立温度控制的sic晶体生长控制装置。
技术介绍
1、随着电子技术的不断发展，电子设备被大量应用于生活、生产的各个领域，由此导致电子设备的生产原材料的大量需求，其中就包括制作电子设备的原材料碳化硅(sic)。
2、在传统的sic制作方法中，sic单晶的制备主要采用籽晶在上的高温升华法，也叫物理气相传输法(pvt)，制备设备多为感应加热式单晶炉。在实际应用过程中，由于需要在2200℃以上高温才能进行sic单晶生长，热场只能选择石墨及其制品进行制作，而在此高温下生长系统内产生大量si、si2c等富si气氛对石墨保温制品有较强的侵蚀性，造成热场性能的改变，降低了sic晶体的成品率。
3、另一方面，目前采用的制备设备主要使用单线圈感应加热式单晶炉，其轴、径向温度梯度均由保温结构、线圈位置决定，无法做到两个温度梯度的独立控制。随sic晶体尺寸的扩大(6、8英寸)，热场设计与实现的难度大幅增加，容易产生晶体边缘问题，甚至会因应力过大导致晶体开裂，从而进一步降低sic晶体的成品率，无法满足实际需求。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术实施例提供一种基于独立温度控制的sic晶体生长装置、控制方法、装置，通过采用轴向和径向分别独立控制的加热装置对sic晶体的生长过程进行温度控制，从而提高了受热均匀程度，提高了成品
2、为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种基于独立温度控制的sic晶体生长装置，所述sic晶体生长装置包括：外部包覆结构，包括不锈钢腔体，所述不锈钢腔体的顶部设置上法兰，底部设置下法兰，所述不锈钢腔体与所述上法兰和所述下法兰共同形成内部密封腔；第一加热装置，包括依次连接的第一铜电极、第一石墨电极和轴向加热部，所述第一铜电极穿透并固定设置于所述下法兰，所述轴向加热部环设于所述不锈钢腔体内部；第二加热装置，包括依次连接的第二铜电极、第二石墨电极和径向加热部，所述第二铜电极穿透并固定设置于所述上法兰，所述径向加热部设置于所述内部密封腔的顶部；保温部，包覆设置于所述轴向加热部和所述径向加热部的外侧，所述第一石墨电极穿透所述保温部的底部与所述轴向加热部连接，所述第二石墨电极穿透所述保温部的顶部与所述径向加热部连接；生长坩埚，配置于所述内部密封腔的中心位置，所述生长坩埚的底部放置于石墨制空心支撑管的顶部，所述石墨制空心支撑管贯穿所述下法兰和所述保温部；测温窗，包括配置于所述外部包覆结构顶部中心的上测温窗和底部中心的下测温窗，所述上测温窗贯穿所述外部包覆结构的顶部，所述下测温窗贯穿所述外部包覆结构的底部。
3、优选地，所述轴向加热部和所述径向加热部均为石墨材质，所述轴向加热部为圆桶状电阻加热结构，所述轴向加热部的轴线与所述内部密封腔的轴线重合；所述径向加热部为盘式电阻加热结构，所述径向加热部的轴线与所述内部密封腔的轴线重合。
4、优选地，所述径向加热部的高度可在所述内部密封腔的顶部和所述生长坩埚的顶部之间进行调节；所述生长坩埚的顶部外侧和底部外侧均设置预设厚度的石墨硬毡；所述石墨制空心支撑管的下端抵接空心水冷轴，所述空心水冷轴依次同轴贯穿波纹管和磁流体密封结构，所述波纹管的顶部与所述下法兰的底部密封连接，底部与所述磁流体密封结构密封连接，所述磁流体密封结构与所述空心水冷轴密封连接。
5、进一步的，本专利技术实施例还提供一种基于独立温度控制的sic晶体生长控制系统，所述sic晶体生长控制系统包括本专利技术实施例所述的sic晶体生长装置，所述sic晶体生长控制系统还包括：驱动装置，与sic晶体生长装置的空心水冷轴连接，用于基于控制指令驱动所述空心水冷轴轴向旋转；温度采集装置，配置于所述sic晶体生长装置的测温窗，用于采集所述sic晶体生长装置内部的温度信息；第一电源，与所述sic晶体生长装置的第一加热装置连接，用于向所述第一加热装置输出三相交流电进行供电加热；第二电源，与所述sic晶体生长装置的第二加热装置连接，用于向所述第二加热装置输出两相直流电进行供电加热；控制装置，与所述驱动装置、和所述温度采集装置电连接，用于基于所述温度信息生成并输出对应的控制指令。
6、进一步的，本专利技术实施例还提供一种基于独立温度控制的sic晶体生长控制方法，应用于根据权利要求4所述的sic晶体生长控制系统，所述sic晶体生长控制方法包括：对sic晶体生长装置执行环境预处理操作，获得预处理后装置；对所述预处理后装置执行加热操作，获得加热后装置；对所述加热后装置执行压降操作，获得压降后装置；基于所述压降后装置，按照预设时间周期执行sic晶体生长操作；对所述压降后装置执行生长后退火处理操作，获得处理后装置，从所述处理后装置中取出生长的sic晶体。
7、优选地，所述对sic晶体生长装置执行环境预处理操作，获得预处理后装置，包括：对sic晶体生长装置的内部密封腔执行真空处理；在确定所述内部密封腔满足预设真空条件后，对所述内部密封腔执行气体冲入操作；在确定所述内部密封腔满足第一预设气压条件后，确定获得预处理后装置。
8、优选地，所述对所述预处理后装置执行加热操作，获得加热后装置，包括：控制所述sic晶体生长装置的第一加热装置将生长坩埚的底部加热至第一预设温度；控制所述sic晶体生长装置的第二加热装置将生长坩埚的顶部加热至第二预设温度；按照预设加热速率将所述生长坩埚的底部加热至第三预设温度，以及将所述生长坩埚的顶部加热至第四预设温度，获得加热后装置。
9、优选地，所述对所述加热后装置执行压降操作，获得压降后装置，包括：确定预设压降速率范围；在所述预设压降速率范围内，以不同的压降速率降低所述内部密封腔内的气压；在确定所述内部密封腔内的气压满足第二预设气压条件后，确定获得压降后装置。
10、优选地，所述对所述压降后装置执行生长后退火处理操作，获得处理后装置，包括：控制所述第二加热装置将所述生长坩埚的顶部加热至所述第三预设温度；确定预设保温时长范围；确定预设温降速率范围；在所述预设温降速率范围内，以不同的温降速率降低所述生长坩埚的温度；在所述生长坩埚的温度达到目标温度后，确定获得处理后装置。
11、相应的，本专利技术还提供一种基于独立温度控制的sic晶体生长控制装置，应用于本专利技术实施例所述的sic晶体生长控制系统，所述sic晶体生长控制装置包括：预处理单元，用于对sic晶体生长装置执行环境预处理操作，获得预处理后装置；加热单元，用于对所述预处理后装置执行加热操作，获得加热后装置；压降单元，用于对所述温升后装置执行压降操作，获得压降后装置；生长控制单元，用于基于所述压降后装置，按照预设时间周期执行sic晶体生长操作；后处理单元，用于对所述压降后装置执行生长后退火处理操作，获得处理后装置，从所述处理后装置中取出生长的sic晶体。
12、通过本专利技术提供的技术方案，本专利技术至少具有如下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于独立温度控制的SiC晶体生长装置，其特征在于，所述SiC晶体生长装置包括：
2.根据权利要求1所述的SiC晶体生长装置，其特征在于，所述轴向加热部(6)和所述径向加热部(14)均为石墨材质，
3.根据权利要求1所述的SiC晶体生长装置，其特征在于，所述径向加热部(14)的高度可在所述内部密封腔的顶部和所述生长坩埚(17)的顶部之间进行调节；
4.一种基于独立温度控制的SiC晶体生长控制系统，其特征在于，所述SiC晶体生长控制系统包括根据权利要求1-3中任一权利要求所述的SiC晶体生长装置，所述SiC晶体生长控制系统还包括：
5.一种基于独立温度控制的SiC晶体生长控制方法，应用于根据权利要求4所述的SiC晶体生长控制系统，其特征在于，所述SiC晶体生长控制方法包括：
6.根据权利要求5所述的SiC晶体生长控制方法，其特征在于，所述对SiC晶体生长装置执行环境预处理操作，获得预处理后装置，包括：
7.根据权利要求5所述的SiC晶体生长控制方法，其特征在于，所述对所述预处理后装置执行加热操作，获得加热
8.根据权利要求5所述的SiC晶体生长控制方法，其特征在于，所述对所述加热后装置执行压降操作，获得压降后装置，包括：
9.根据权利要求7所述的SiC晶体生长控制方法，其特征在于，所述对所述压降后装置执行生长后退火处理操作，获得处理后装置，包括：
10.一种基于独立温度控制的SiC晶体生长控制装置，应用于根据权利要求4所述的SiC晶体生长控制系统，其特征在于，所述SiC晶体生长控制装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于独立温度控制的sic晶体生长装置，其特征在于，所述sic晶体生长装置包括：
2.根据权利要求1所述的sic晶体生长装置，其特征在于，所述轴向加热部(6)和所述径向加热部(14)均为石墨材质，
3.根据权利要求1所述的sic晶体生长装置，其特征在于，所述径向加热部(14)的高度可在所述内部密封腔的顶部和所述生长坩埚(17)的顶部之间进行调节；
4.一种基于独立温度控制的sic晶体生长控制系统，其特征在于，所述sic晶体生长控制系统包括根据权利要求1-3中任一权利要求所述的sic晶体生长装置，所述sic晶体生长控制系统还包括：
5.一种基于独立温度控制的sic晶体生长控制方法，应用于根据权利要求4所述的sic晶体生长控制系统，其特征在于，所述sic晶体生长...
【专利技术属性】
技术研发人员：张皓，鲍慧强，刘振洲，李瑞琦，井琳，王增泽，杨帅，
申请(专利权)人：北京粤海金半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。