均匀性可调的硅外延反应设备加热装置及其调节方法与流程

本发明涉及硅外延反应设备加热技术，尤其涉及一种均匀性可调的硅外延反应设备加热装置及其调节方法。

背景技术：

外延工艺不仅要在衬底表面生长一层与衬底材料晶格结构完全一致的薄层，还要对外延层进行掺杂，形成P型或N型有源层。Si外延工艺在高温下进行，并采取保温、隔热措施，而外延生长速率与温度均匀性紧密相关。现有的电阻加热器线圈直径大，难以避免线圈的形变、加工误差等，会导致石墨基座1上产生的感生磁场强度不一样，石墨基座1上各点的温度也不一样，且难以调整。此外电阻加热线圈需要放在反应室内被加热体附近，不适用于对环境洁净度要求高、加热速度快的外延反应设备，且需要采取复杂的隔热措施避免对周围环境产生影响。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、调节方便、温度一致性好的均匀性可调的硅外延反应设备加热装置。

本发明进一步提供一种上述均匀性可调的硅外延反应设备加热装置的调节方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种均匀性可调的硅外延反应设备加热装置，包括安装板及用于加热的螺旋感应线圈，所述螺旋感应线圈位于所述硅外延反应设备的石墨基座下方，所述安装板位于所述螺旋感应线圈下方，所述螺旋感应线圈的各单圈上设有至少一个调节点，所述安装板上装设有多组用于调整调节点与石墨基座之间距离的调节组件，所述调节组件与调节点一一对应设置。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述调节组件包括连接杆、调节杆、固定座及调节手轮，所述固定座可拆卸地安装于所述安装板上，所述调节杆穿过所述固定座，连接杆上端与所述螺旋感应线圈焊接，下端与所述调节杆上端螺纹连接，所述调节手轮装设于所述调节杆下端。

所述调节杆上连接有高度标尺。

还包括循环水冷槽，所述螺旋感应线圈浸没于所述循环水冷槽的冷却水中，所述调节杆自下而上依次穿过所述固定座和所述循环水冷槽。

所述固定座与所述安装板之间设有第一密封圈，所述固定座与所述调节杆之间设有第二密封圈。

构成所述螺旋感应线圈的线缆为中空结构。

构成所述螺旋感应线圈的线缆为铜线。

所述调节杆为树脂调节杆。

一种上述均匀性可调的硅外延反应设备加热装置的调节方法，包括以下步骤：

S1，加热：保持石墨基座固定，螺旋感应线圈通电对石墨基座加热；

S2，设置检测点并检测各检测点的温度：自石墨基座的圆心沿径向设置多个检测点，利用温度检测仪检测各检测点的温度；

S3，以任一检测点的温度为基准温度，调节其余各检测点的温度与基准温度的差值至设计值：若某检测点的检测温度过高则通过该检测点附近的调节组件使螺旋感应线圈上的调节点远离石墨基座；若某检测点的检测温度与基准温度的差值在设计值内则无需调节；若某检测点的检测温度过低通过该检测点附近的调节组件使螺旋感应线圈上的调节点靠近石墨基座。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的均匀性可调的硅外延反应设备加热装置，利用螺旋感应线圈加热，可以透过石墨基座进行加热且加热速度快，螺旋感应线圈无需设置在反应腔内被加热物体的附近，不破坏反应腔内的洁净度，无需设置复杂的隔热措施，有利于螺旋感应线圈周围的环境保护；在螺旋感应线圈下方设置多组调节组件调节螺旋感应线圈与石墨基座之间的距离，即可实现石墨基座上各处的均匀加热，弥补螺旋感应线圈自身的形变、加工误差等，配合工艺过程中石墨基座的旋转，有效保证工艺过程温度的均匀性、一致性。

本发明公开的调节方法，步骤简单，操作方便，调节效率高，能够快速地使石墨基座各处均匀受热。

附图说明

图1是本发明均匀性可调的硅外延反应设备加热装置的主视结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明中的调节组件的放大结构示意图。

图4是本发明匀性可调的硅外延反应设备加热装置的调节方法的流程图。

图中各标号表示：

1、石墨基座；2、安装板；3、螺旋感应线圈；31、单圈；4、调节组件；41、连接杆；42、调节杆；43、固定座；44、调节手轮；45、高度标尺；5、循环水冷槽；61、第一密封圈；62、第二密封圈。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本实施例的均匀性可调的硅外延反应设备加热装置，包括安装板2及用于加热的螺旋感应线圈3，螺旋感应线圈3位于硅外延反应设备的石墨基座1下方，安装板2位于螺旋感应线圈3下方，螺旋感应线圈3的各单圈31上设有至少一个调节点，安装板2上装设有多组用于调整调节点与石墨基座1之间距离的调节组件4，调节组件4与调节点一一对应设置。该均匀性可调的硅外延反应设备加热装置利用螺旋感应线圈3加热，可以透过石墨基座1进行加热且加热速度快，螺旋感应线圈3无需设置在反应腔（图中未示出）内被加热物体的附近，不破坏反应腔内的洁净度，无需设置复杂的隔热措施，有利于螺旋感应线圈3周围的环境保护；在螺旋感应线圈3下方设置多组调节组件4调节螺旋感应线圈3与石墨基座1之间的距离，即可实现石墨基座1上各处的均匀加热，弥补螺旋感应线圈3自身的形变、加工误差等，配合工艺过程中石墨基1的旋转，有效保证工艺过程温度的均匀性、一致性。本实施例中，构成螺旋感应线圈3的线缆为中空结构，截面为回字型便于焊接连接杆41；材质为铜，导电性良好且硬度较低，有利于各调节点高度的调整。

本实施例中，调节组件4包括连接杆41、调节杆42、固定座43及调节手轮44，固定座43可拆卸地安装于安装板2上，调节杆42穿过固定座43，连接杆41上端与螺旋感应线圈3焊接，下端与调节杆42上端螺纹连接，调节手轮44装设于调节杆42下端，需要调节螺旋感应线圈3上调节点的高度时，正向或反向旋转调节手轮44即可，操作简单、方便。该调节组件4结构简单，制作方便，在螺旋感应线圈3上焊接连接杆41便于装配及各调节点的准确定位。在其他实施例中调节组件4也可采用其他部件或组件，能够实现螺旋感应线圈3各调节点高度的调整即可。

本实施例中，调节杆42下端螺纹连接有高度标尺45，便于操作人员直观地得知各调节点的高度。

本实施例中，均匀性可调的硅外延反应设备加热装置还包括循环水冷槽5，螺旋感应线圈3浸没于循环水冷槽5的冷却水中，循环水冷槽5中不断地输入冷却水并及时将升温的热水输出，实现螺旋感应线圈3的快速降温，调节杆42自下而上依次穿过固定座43和循环水冷槽5。

本实施例中，固定座43与安装板2之间设有第一密封圈61，固定座43与调节杆42之间设有第二密封圈62。

本实施例中，调节杆42为树脂调节杆，不导电且具有较好的耐热性能，使用更加安全、方便。

如图4所示，上述的均匀性可调的硅外延反应设备加热装置的调节方法，包括以下步骤：

S1，加热：保持石墨基座1固定，螺旋感应线圈3通电对石墨基座1加热；

S2，设置检测点并检测各检测点的温度：自石墨基座1的圆心沿径向设置多个检测点，利用温度检测仪检测各检测点的温度；

S3，以任一检测点的温度为基准温度，调节其余各检测点的温度与基准温度的差值至设计值：若某检测点的检测温度过高（即该检测点的温度大于基准温度与设计的温差之和）则通过该检测点附近的调节组件4使螺旋感应线圈3上的调节点远离石墨基座1；若某检测点的检测温度与基准温度的差值在设计值内则无需调节；若某检测点的检测温度过低（即该检测点的温度小于基准温度与设计的温差的差值）通过该检测点附近的调节组件4使螺旋感应线圈3上的调节点靠近石墨基座1。该调节方法，步骤简单，操作方便，调节效率高，能够快速地使石墨基座1各处均匀受热。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。