[发明专利]晶体生长加热系统有效

专利信息
申请号: 201210124235.2 申请日: 2012-04-25
公开(公告)号: CN103374758A 公开(公告)日: 2013-10-30
发明(设计)人: 扈醒华;赖宗德;江鸿昭 申请(专利权)人: 志圣科技(广州)有限公司
主分类号: C30B35/00 分类号: C30B35/00;G05D23/30
代理公司: 北京泰吉知识产权代理有限公司 11355 代理人: 张雅军
地址: 510850 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 晶体生长 加热 系统
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种晶体生长加热系统,特别是涉及一种用于进行加热、熔解及长晶等制程的晶体生长加热系统。

背景技术

在太阳能产业的前段制造技术中包含了一长晶制程,长晶制程可区分为加热、熔解、长晶、退火、冷却等五个阶段。其中于熔解及长晶阶段热场温度控制及温度梯度分布对制程良率及效率有关键性的影响。

参阅图1及图2,是一现有的晶体生长加热装置,用于对一坩埚900内的半导体材料901进行长晶制程。图1及图2所绘示的晶体生长加热装置包含有一设置于坩埚900上方的上加热器93,及一环绕坩埚900的侧加热器97。所述晶体生长加热装置通过一控制器90控制一功率开关91以调整上加热器93的输出功率,并通过一控制器99控制一功率开关95以调整侧加热器97的输出功率。温度感测器94、98分别用以测量上加热器93及侧加热器97的温度,并将测量的结果分别传送给控制器90、99。控制器90、99根据温度感测器94、98的测量结果调整上加热器93及侧加热器97的输出功率以达到预定的热场控制。

然而,温度感测器94进行测量时会受到侧加热器97的干扰,温度感测器98进行测量时会受到上加热器93的干扰,导致温度控制不易。此外,温度感测器94、98是为耗材且价格昂贵。同时使用两个温度感测器94、98进行测量会导致昂贵的生产成本。

另一现有的晶体生长加热装置如图3所示。图3的晶体生长加热装置仅使用单一温度感测器94,且仅使用单一控制器90同时调整上加热器93及侧加热器97的输出功率。图3的晶体生长加热装置具有结构简单、成本较低的优点,但是其具有加热时半导体材料温度分布不均匀的缺点,导致良率下降。

又一现有的晶体生长加热装置如图4所示。图4的晶体生长加热装置不具有侧加热器,其能产生较佳的温度梯度。然而由于图4的晶体生长加热装置仅通过上加热器93加热,因此具有升温速度慢、上加热器93功率负载大的缺点。此外,由于缺少侧加热器,因此无法使半导体材料产生理想的对流状态,导致晶体的纯度较低。

因此,如何发展出一种新的晶体生长加热系统,能解决所述现有晶体生长加热装置的缺点,成为本案进一步要探讨的主体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种良率及效率较佳的晶体生长加热系统。

本发明晶体生长加热系统,用于对一坩埚内的半导体材料加热,其包含一上加热装置、一温度感测器、一第一控制器、一侧加热装置,及一第二控制器。该上加热装置设置于该坩埚上方以对该半导体材料加热。该温度感测器用以感测该上加热装置的温度并产生一感测信号。该第一控制器电连接于该上加热装置及该温度感测器,且存储有一默认温度值,并根据该感测信号调整该上加热装置的温度趋近该默认温度值。该侧加热装置设置于该坩埚的一围绕壁外侧以对该半导体材料加热。该第二控制器电连接于该侧加热装置,且接收一外部控制信号,并根据该外部控制信号调整该侧加热装置的温度。

较佳地,所述的晶体生长加热系统是由该上加热装置、该温度感测器、该第一控制器、该侧加热装置,及该第二控制器组成。

较佳地,该上加热装置包括一电连接该第一控制器的第一电源电路,及一电连接该第一电源电路及该温度感测器的上加热器,该第一电源电路接收该第一控制器产生的一第一控制信号,并产生占空比与该第一控制信号相关的一第一电力信号,该上加热器受该第一电力信号供电以对该半导体材料加热。

较佳地,该侧加热装置包括一电连接该第二控制器的第二电源电路,及一电连接该第二电源电路的侧加热器,该第二电源电路接收该第二控制器产生的一第二控制信号,并产生占空比与该第二控制信号相关的一第二电力信号,该侧加热器受该第二电力信号供电以对该半导体材料加热。

较佳地,该第一电源电路接收一输入电力信号并包括一电连接该第一控制器的第一开关,及一电连接该第一开关与该上加热器的第一变压器,该第一开关具有一接收该输入电力信号的第一端、一电连接该第一变压器的第二端,及一电连接该第一控制器的控制端,且该第一开关受该第一控制信号控制使其第一端与第二端切换于导通与不导通间。

较佳地,该第二电源电路接收该输入电力信号并包括一电连接该第二控制器的第二开关,及一电连接该第二开关与该侧加热器的第二变压器,该第二开关具有一接收该输入电力信号的第一端、一电连接该第二变压器的第二端,及一电连接该第二控制器的控制端,且该第二开关受该第二控制信号控制使其第一端与第二端切换于导通与不导通间。

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