[发明专利]一种用于SiC外延的感应加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体设备感应加热装置，具体涉及一种用于SiC外延设备的感应加热装置。 

背景技术

SiC材料作为制作高温、高频、大功率和抗辐射器件的极具潜力的第三代宽禁带半导体材料备受人们的关注。目前制备SiC的主要方法是化学气相沉积（CVD），其工艺是SiH4与C3H8在1600℃高温下发生裂解反应后生产的Si原子与C原子重新结合生成SiC。

SiC外延工艺对温度场要求较高，不仅需要达到超高1600℃的温度，还需要温度场有很好的均匀性。只有均匀性好的温度场才能生长出高质量的薄膜。目前加热方式主要有红外加热与感应加热两种方式，前者一般适合用于温度较低场合，而获得高温场主要用感应加热方式来实现。影响感应加热温度场均匀性的因素很多，其中线圈的形状、间距以及与石墨盘之间距离都是重要参数。 

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供了一种用于SiC外延的感应加热装置，该装置对石墨盘进行加热，满足SiC外延工艺温度要求，并可调节感应线圈与石墨盘之间距离来提高温度场的均匀性。

本发明的技术方案为，一种用于SiC外延的感应加热装置，包括石墨盘和石墨盘下方的感应线圈，所述感应线圈为等螺距的平面螺旋型线圈，且感应线圈与石墨盘平行，所述感应线圈底端安装多组用于调节感应线圈与石墨盘之间距离的距离调节机构，每组距离调节机构包括多根沿感应线圈径向安装在每圈螺旋线底端的调节杆、设在调节杆底端的调节杆安装板，所述调节杆的两端设有旋向不同的螺纹，所述感应线圈底面设有与调节杆对应的螺套，而调节杆安装板的顶面设有与调节杆对应的带内螺纹的安装孔，所述调节杆的顶端旋入对应螺套中，而调节杆的底端旋入调节杆安装板的对应安装孔内。

所述感应线圈为平面螺旋型线圈，放在石墨盘下方，与石墨盘平行且中间留有较小间距。按照本发明的实施例，共设有4组距离调节机构，因此，也设有4组螺套，螺套均布焊接在感应线圈的下表面，每组螺套沿线圈径向从内到外等距焊接，其距离为感应线圈螺距。通过旋转调节杆来顶起或拉低线圈的位置，调整线圈每个部分与石墨盘之间的间距，从而改善石墨盘的温度均匀性。调节杆旋转一周，线圈的变化距离为调节杆螺纹的2倍距离。

所述感应加热装置还设有感应线圈下方的固定板，所述各调节杆均穿过固定板。防止或减小线圈在高温下的变形，还能起到对安装板的隔热作用，防止安装板受到损伤。

所述调节杆设有向外侧延伸的凸阶，且各调节杆的凸阶安装的位置一致，所述固定板置于凸阶的顶端。凸阶可用来支撑固定板，固定板可随调节杆的上升/下降而上下运动。 

所述感应线圈为中空结构，内部通水冷却，截面为方形，优选尺寸为15mm×10mm，螺距为5mm。

调节杆选用耐高温、不导磁的材料，如95瓷；固定板选用耐高温、不导磁的材料，如氮化硼。

本发明所述用于SiC外延的感应加热装置可以实现SiC外延工艺所需的高温，并且通过旋转调节杆调节感应线圈与石墨盘之间的距离来保证温度场的均匀性。

附图说明

    图1为本发明所述感应加热装置的结构示意图；

图2为图1的纵向剖面图；

图3为调节前感应线圈与石墨盘相对位置示意图；

图4为调节后感应线圈与石墨盘相对位置示意图。

具体实施方式

    如图1、图2所示，一种用于SiC外延的感应加热装置，包括石墨盘6和石墨盘6下方的感应线圈1，感应线圈1为等螺距的平面螺旋型线圈，且感应线圈1与石墨盘6平行，所述感应线圈1底端安装4组用于调节感应线圈1与石墨盘6之间距离的距离调节机构，每组距离调节机构包括多根沿感应线圈1径向安装在每圈螺旋线底端的调节杆4、设在调节杆4底端的调节杆安装板5，所述调节杆4的两端设有旋向不同的螺纹，所述感应线圈1底面设有与调节杆4对应的螺套2，而调节杆安装板5的顶面设有与调节杆4对应的带内螺纹的安装孔，所述调节杆4的顶端旋入对应螺套2中，而调节杆4的底端旋入调节杆安装板5的对应安装孔内。

感应加热装置还设有感应线圈1下方的固定板3，所述各调节杆4均穿过固定板3。调节杆4设有向外侧延伸的凸阶7，且各调节杆4的凸阶7安装的位置一致，所述固定板3置于凸阶7的顶端。

感应线圈1为中空结构，内通入冷却水。

如图3、图4所示，感应线圈1经距离调节机构调节后一部分距离石墨盘6近些，一部分距离石墨盘6远些。