[发明专利]一种精确控制PVT法晶体生长气体压力的系统及方法

权利要求书

1.一种精确控制PVT法晶体生长气体压力的系统，包括晶体生长炉(1)，其特征在于，还包括氮气气源支路(2)、氩气气源支路(3)、排气支路(4)以及监控主机(5)；

所述氮气气源支路(2)包括氮气直通单向气路(201)和氮气精控单向气路(202)，所述氮气直通单向气路(201)上设有第一电动截止阀(601)，所述氮气精控单向气路(202)上按气体流向依次设有第一比例阀(801)、第一气体流量计(701)和第二电动截止阀(602)；

所述氩气气源支路(3)包括氩气直通单向气路(301)和氩气精控单向气路(302)，所述氩气直通单向气路(301)上设有第三电动截止阀(603)，所述氩气精控单向气路(302)上按气体流向依次设有第二比例阀(802)、第二气体流量计(702)和第四电动截止阀(604)；

所述氮气直通单向气路(201)、氮气精控单向气路(202)、氩气直通单向气路(301)和氩气精控单向气路(302)均与晶体生长炉进气管路(101)连通；

所述晶体生长炉(1)还与排气支路(4)连通，排气支路(4)上按气体流向依次设有精密比例阀(9)、第五电动截止阀(605)和真空泵(10)；

所述晶体生长炉(1)上还设有气体压力传感器(11)，气体压力传感器(11)与监控主机(5)连接，同时监控主机(5)与第一电动截止阀(601)、第二电动截止阀(602)、第三电动截止阀(603)、第四电动截止阀(604)、第五电动截止阀(605)、第一气体流量计(701)、第二气体流量计(702)、第一比例阀(801)、第二比例阀(802)和精密比例阀(9)连接。

2.根据权利要求1所述一种精确控制PVT法晶体生长气体压力的系统，其特征在于，所述晶体生长炉进气管路(101)上按气体流向依次设有第一气体过滤器(1201)和第一手动截止阀(1301)。

3.根据权利要求1或2所述一种精确控制PVT法晶体生长气体压力的系统，其特征在于，所述排气支路(4)上按气体流向还依次设有第二手动截止阀(1302)和第二气体过滤器(1202)，炉内气体由排气支路(4)排出时依次通过第二手动截止阀(1302)、第二气体过滤器(1202)、精密比例阀(9)、第五电动截止阀(605)和真空泵(10)。

4.根据权利要求3所述一种精确控制PVT法晶体生长气体压力的系统，其特征在于，还设有安全气路(14)，所述安全气路(14)将晶体生长炉进气管路(101)与真空泵(10)连通，安全气路(14)上按气体流向依次设有第六电动截止阀(606)和第三手动截止阀(1303)，所述第六电动阀门(606)与监控主机(5)连接。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述精确控制PVT法晶体生长气体压力体系的精确控制PVT法晶体生长气体压力的方法，其特征在于，

晶体生长开始前，通过气体压力传感器(11)监测晶体生长炉(1)内气体压力，并将压力信号输出至监控主机(5)，监控主机(5)将执行信号输出至第一电动截止阀(601)和第三电动截止阀(603)，分别连通氮气直通单向气路(201)和氩气直通单向气路(301)，按工艺气体压力要求向晶体生长炉(1)内通入氮气和氩气，达到炉内气体压力后关闭第一电动截止阀(601)和第三电动截止阀(603)；

在晶体生长过程中，开启真空泵(10)和第五电动截止阀(605)，通过气体压力传感器(11)实时监测晶体生长炉(1)内气体压力变化，并将压力信号输出至监控主机(5)，监控主机(5)将执行信号输出至精密比例阀(9)、第二电动截止阀(602)和第四电动截止阀(604)，连通氮气精控单向气路(202)、氩气精控单向气路(302)和排气支路(4)，通过控制精密比例阀(9)的开度来调节炉内气体排出量；同时监控主机(5)根据第一气体流量计(701)和第二气体流量计(702)反馈的气体流量信号分别控制第一比例阀(801)和第二比例阀(802)的开度，使氮气和氩气保持固定流量，通过精确控制炉内气体排出量和新的氮气、氩气的充气量使炉内气体压力保持工艺要求的恒定压力。

6.根据权利要求5所述一种精确控制PVT法晶体生长气体压力的方法，其特征在于，还包括安全气路(14)上设置的第六电动截止阀(606)是常闭状态，第三手动截止阀(1303)是常开状态，当炉内气体压力超过安全气压800Torr时，开启第六电动截止阀(606)使晶体生长炉进气管路(101)与真空泵(10)连通，将多余气体抽出，保证炉内气压安全。