[发明专利]一种碳化硅外延设备原位监测系统及监测方法

权利要求书

1.一种碳化硅外延设备原位监测系统，其特征在于，所述碳化硅外延设备原位监测系统包括：光路结构、光学探测模块、转速探测模块、信号处理模块；

所述光路结构包括观察窗开孔和保护玻璃，所述观察窗开孔设置在SiC外延炉腔体顶部，保护玻璃覆盖在观察窗开孔上使SiC外延炉腔体保持密封；

所述光学探测模块用于发出探测光线，并接收被SiC外延片和石墨盘反射的反射光线，并将光信号转化为电信号传递至信号处理模块；

所述转速探测模块用于检测石墨盘的转速并将转速传递至信号处理模块；

信号处理模块用于对光学探测模块及转速探测模块获得的监测信息进行实时运算、校正及网络通信；

光学探测模块探测光线穿过观察窗开孔和保护玻璃打在SiC外延片和石墨盘上，被SiC外延片和石墨盘反射的反射光线穿过保护玻璃和观察窗开孔，被光学探测模块接收并将光信号转化为电信号传递至信号处理模块；转速探测模块检测石墨盘的转速并将转速传递至信号处理模块；信号处理模块接收光学探测模块及转速探测模块传送的监测信号，进行信号二次放大及滤波处理，再经过高频采样、模数转换、算法处理，最后向上位机SiC外延设备传输经过运算和校正的实时监测数据。

2.根据权利要求1所述的碳化硅外延设备原位监测系统，其特征在于，所述光学探测模块包括光学探测镜头、反射光线接收机构、探测光源、驱动电路、光纤；驱动电路与探测光源电连接，探测光源与光学探测镜头通过光纤连接；所述光学探测镜头垂直于所述观察窗开孔设置并与保护玻璃紧密贴合；反射光线接收机构与信号处理模块通讯连接；驱动电路驱动探测光源发出光线，探测光源发出的光线通过光纤传导经光学探测镜头穿过观察窗开孔和保护玻璃并垂直打在SiC外延片或石墨盘之上，被SiC外延片或石墨盘反射的反射光线穿过保护玻璃和观察窗开孔被反射光线接收机构捕获，反射光线接收机构将信号传递至信号处理模块。

3.根据权利要求1所述的碳化硅外延设备原位监测系统，其特征在于，所述转速探测模块包括磁铁和磁性开关；所述磁铁嵌入设置在石墨盘的侧面，所述磁性接近开关设置在SiC外延炉的内壁，并与所述磁铁位于同一水平面上；所述转速探测模块与信号处理模块通讯连接。

4.根据权利要求1所述的碳化硅外延设备原位监测系统，其特征在于，所述信号处理模块包括信号调理电路、模数转换电路、信号处理电路、通信接口电路；信号调理电路用于对传送过来的电信号进行滤波和二次放大；模数转换电路用于将经过信号调理的模拟电信号转换成数字信号；信号处理电路用于对转换成的数字信号进行算法处理；通信接口用于将经过处理的数字信号传输给SiC外延设备控制系统。

5.根据权利要求1所述的碳化硅外延设备原位监测系统，其特征在于，所述碳化硅外延设备原位监测系统还包括软件集成与显示模块；所述软件集成与显示模块和信号处理模块连接，用于对信号处理模块运算所得的监测数据进行显示、绘图和异常情况报警。

6.根据权利要求1所述的碳化硅外延设备原位监测系统，其特征在于，所述探测光源采用633nm、950nm两个波段光线。

7.根据权利要求1所述的碳化硅外延设备原位监测系统，其特征在于，所述观察窗开孔为直径在1mm以内的微孔。

8.根据权利要求1所述的碳化硅外延设备原位监测系统，其特征在于，反射光线接收机构与光学探测镜头相邻设置，反射光线接收机构封装于光学探测镜头内。