[实用新型]一种碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统。 

背景技术

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。通常碳化硅单晶的生长采用物理汽相传输工艺PVT。由于PVT工艺中碳化硅源粉的升华决定了单晶的生长，而生长室内的气压值决定了源粉升华的速率，因此对于压力的控制就尤为重要。然而，目前在碳化硅单晶生长炉中确没有比较稳定、可靠的压力控制系统。 

实用新型内容

本实用新型提供一种碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统，达到了能够对碳化硅单晶生长前的提纯工艺以及对碳化硅单晶生长过程中所涉及的各工艺提供稳定可靠的压力控制的目的。 

具体的，本实用新型提供的一种碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统，包括：真空室，以及分别与真空室相连的抽真空链路和充气链路，所述抽真空链路包括主要由机械泵组成的低真空链路和主要由分子泵和真空计组成的高真空链路；所述充气链路包括针阀、质量流量控制计和气动阀，其特征在于，所述碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统还包括： 

布置在所述机械泵与真空室间的压力控制系统，所述压力控制系统包括： 

测量所述真空室内压力值的压力传感器； 

将预设的压力值与所述压力传感器测量的压力值进行比较计算并输出压力控制指令的比例-积分-微分PID控制电路； 

以及，根据所述PID控制电路输出的压力控制指令调节所述低真空链路与所述真空室间阀门开启比例的压力控制执行部件。 

其中，所述压力控制执行部件包括：驱动器、电动机和调节阀； 

所述驱动器在所述PID控制电路输出压力控制指令的控制下驱动所述电动机调节所述调节阀阀门的开启比例。 

进一步地，本实用新型所述碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统，还包括：设置所述压力控制系统的压力值和压力控制时间，以及设置所述质量流量控制计的流量值和流量控制时间的可编程控制下位机。 

进一步地，本实用新型所述碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统中，所述真空室是石英管，所述石英管的两端采用法兰结构。 

与现有技术相比，本实用新型有益效果如下： 

本实用新型所提供的碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统，能够对碳化硅单晶生长前的提纯工艺以及对碳化硅单晶生长过程中所涉及的各工艺提供稳定可靠的压力控制，最大限度地降低充气过程和减压过程给单晶生长室带来的压力冲击。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本实用新型提供的一种碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统的结构图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

本实用新型提供一种碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统，针对物理气相传输法生长碳化硅单晶，利用该系统既可以保证生长系统的气压每一时刻值都保持动态平衡，按照操纵者所设定指令依时变化，也可以实现生长系统中的杂质的去除。 

如图1所示，为本实用新型提供的一种碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统的结构图，该控制系统具体包括：真空室101、与真空室连接的充气链路和与真空室连接的抽真空链路；其中，充气链路包括针阀102、质量流量控制计103和气动阀104；抽真空链路包括主要由机械泵105组成的低真空链路和主要由分子泵106和真空计107组成的高真空链路； 

进一步地，所述碳化硅单晶生长炉中的提纯及压力控制系统还包括：压力控制系统108，该压力控制系统布置于真空室101与机械泵105之间，构成低真空链路的一部分。 

其中，压力控制系统108包括：压力传感器109、PID控制电路110和压力控制执行部件111；其中，压力传感器109，用于测量所述真空室101内的压力值；