一种外延炉晶片冷却系统、方法、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及晶片冷却技术领域，具体而言，涉及一种外延炉晶片冷却系统、方法、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.碳化硅外延生长工艺通常在1600℃的反应腔中进行，外延生长工艺完成后，反应腔内通入冷却气体以对晶片进行初步冷却，当晶片的温度冷却至低于900℃时，机械手会将晶片从反应腔中取出并将晶片和底座传送到预抽真空腔。预抽真空腔对晶片进行二次冷却，只有当晶片的温度冷却至常温时，才会将晶片从预抽真空腔中取出以进行晶片测试，并放置新的晶片到预抽真空腔中，机械手将新的晶片从预抽真空腔中取出并将晶片和底座传送到反应腔中，以开始下一轮的外延生长工艺。由此可知，预抽真空腔对晶片进行二次冷却的速度直接影响着外延生长设备的生产效率。
3.目前，预抽真空腔对晶片进行第二次冷却主要采用风冷的方式，通过氮气提供装置向预设真空腔内释放常温氮气并形成氮气气流，氮气气流能带走晶片的热量以使晶片的温度降低。当晶片和与晶片接触的氮气的温度差过大时，会出现由于晶片和与晶片接触的氮气的温度差过大而造成晶片的内应力分布不均匀，晶片翘曲的问题。一般情况下，氮气提供装置释放的氮气在接触晶片前会吸收高温晶片附近的高温气体的热量而升温至不会发生翘曲的温度差范围内，因此能在避免晶片发生翘曲的情况下对晶片进行冷却，但随着晶片的温度和底座的温度降低，晶片和与晶片接触的氮气的温度差减小，从而造成氮气与晶片的热交换速度变慢，进而降低了预抽真空腔的冷却速率和外延炉的生产效率。
4.针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种外延炉晶片冷却系统、方法、电子设备及存储介质，能够在避免出现晶片翘曲的前提下，有效地提高预抽真空腔对晶片的冷却效率和外延炉的生产效率。
6.第一方面，本技术提供了一种外延炉晶片冷却系统，用于冷却晶片，其包括：预抽真空腔；供气装置，安装在上述预抽真空腔上，上述供气装置用于释放吹扫气体；冷却装置，设置在上述预抽真空腔内，用于冷却上述吹扫气体；第一测温装置，用于测量上述晶片的温度；控制器，用于控制上述供气装置释放上述吹扫气体以冷却上述晶片，还用于在上述温度小于或等于预设的第一阈值时，控制上述冷却装置冷却上述吹扫气体。
7.本技术提供的一种外延炉晶片冷却系统，只有在晶片的温度小于或等于第一阈值时，冷却装置才会对吹扫气体进行冷却，由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差处于不发生晶片翘曲的温度差范围内，从而避免出现由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度
差过大而造成晶片的内应力分布不均匀，晶片翘曲的问题，在此前提下，通过控制吹扫气体的温度以实现使晶片和与晶片接触的吹扫气体保持一定的温度差，有效地提高了晶片和与晶片接触的吹扫气体的热交换速度，进而有效地提高了预抽真空腔的冷却速率和外延炉的生产效率。
8.可选地，上述控制器还用于在上述晶片的温度小于预设的第二阈值时，控制上述冷却装置停止冷却上述吹扫气体。
9.本技术提供的一种外延炉晶片冷却系统，在晶片的温度小于第二阈值时，控制冷却装置停止冷却吹扫气体，由于晶片的温度小于第二阈值时，晶片的温度对吹扫气体的温度的影响可以忽略不计，控制冷却装置停止冷却吹扫气体能够有效地减少能源消耗。
10.可选地，上述冷却装置包括：若干液冷板，设置在上述供气装置和上述晶片之间，用于导流上述吹扫气体；冷却液提供装置，与上述液冷板连接，用于为上述液冷板循环提供冷却液以带走上述液冷板的热量。
11.可选地，上述液冷板上设有多个通孔，当上述液冷板的数量为多个时，相邻的上述液冷板的上述通孔为相互错开设置。
12.本技术提供的一种外延炉晶片冷却系统的液冷板上设有多个通孔，当液冷板的数量为多个时，相邻的液冷板的通孔为相互错开设置，从而增大吹扫气体经过冷却装置所需要的时间，确保吹扫气体被冷却装置充分冷却。
13.可选地，上述冷却液提供装置上设置有流量控制阀，上述控制器还用于控制上述流量控制阀改变上述冷却液提供装置的冷却液流量，以使上述液冷板内冷却液的流量随上述晶片的温度下降而增大。
14.本技术提供的一种外延炉晶片冷却系统的冷却液提供装置上设置有流量控制阀，控制器能够控制流量控制阀改变冷却液提供装置为上述液冷板循环提供的冷却液的流量，从而实现冷却液提供装置为上述液冷板循环提供的冷却液的流量随上述晶片的温度下降而增大，晶片的温度越低，冷却液提供装置朝液冷板输送的冷却液的流量越大，从而在保证晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差处于不发生晶片翘曲的温度差范围内的前提下，增大了晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差，不仅避免出现由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差过大而造成晶片的内应力分布不均匀，晶片翘曲的问题，还提高了晶片和与晶片接触的吹扫气体的热交换速度，进而提高了预抽真空腔的冷却速率和外延炉的生产效率。
15.可选地，上述外延炉晶片冷却系统还包括罩体和第二测温装置，上述液冷板设置在罩体内，上述第二测温装置用于测量上述罩体底端的温度，上述控制器还用于根据上述晶片的温度和上述罩体底端的温度控制上述流量控制阀改变上述冷却液提供装置为上述液冷板循环提供的上述冷却液的流量。
16.第二方面，本技术还提供了一种外延炉晶片冷却方法，用于冷却晶片，应用在外延炉晶片冷却系统中，上述晶片冷却系统包括预抽真空腔、供气装置、冷却装置和第一测温装置，上述供气装置安装在上述预抽真空腔上，上述供气装置用于释放吹扫气体，上述冷却装置与上述供气装置连接，上述冷却装置用于冷却上述吹扫气体，上述第一测温装置用于测量上述晶片的温度，上述外延炉晶片冷却方法包括以下步骤：
控制上述供气装置释放上述吹扫气体以冷却上述晶片；在上述晶片的温度小于或等于预设的第一阈值时，控制上述冷却装置冷却上述吹扫气体。
17.本技术提供的一种外延炉晶片冷却方法，应用在外延炉晶片冷却系统中，只有在晶片的温度小于或等于第一阈值时，冷却装置才会对吹扫气体进行冷却，由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差处于不发生晶片翘曲的温度差范围内，从而避免出现由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差过大而造成晶片的内应力分布不均匀，晶片翘曲的问题，在此前提下，通过控制吹扫气体的温度以实现使晶片和与晶片接触的吹扫气体保持一定的温度差，有效地提高了晶片和与晶片接触的吹扫气体的热交换速度，进而有效地提高了预抽真空腔的冷却速率和外延炉的生产效率。
18.可选地，上述外延炉晶片冷却方法还包括步骤：在上述温度小于预设的第二阈值时，控制上述冷却装置停止冷却上述吹扫气体。
19.本技术提供的一种外延炉晶片冷却方法，在晶片的温度小于第二阈值时，控制冷却装置停止冷却吹扫气体，由于晶片的温度小于第二阈值时对吹扫气体的温度的影响可以忽略不计，控制冷却装置停止冷却吹扫气体能够有效地减少能源消耗。
20.第三方面，本技术还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器，上述存储器存储有计算机可读取指令，当上述计算机可读取指令由上述处理器执行时，运行如上述第二方面提供的方法中的步骤。
21.第四方面，本技术还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时运行如上述第二方面提供的方法中的步骤。
22.由上可知，本技术提供的一种外延炉晶片冷却系统、方法、电子设备及存储介质，只有在晶片的温度小于或等于第一阈值时，冷却装置才会对吹扫气体进行冷却，由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差处于不发生晶片翘曲的温度差范围内，从而避免出现由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差过大而造成晶片的内应力分布不均匀，晶片翘曲的问题，在此前提下，通过控制吹扫气体的温度以实现使晶片和与晶片接触的吹扫气体保持一定的温度差，有效地提高了晶片和与晶片接触的吹扫气体的热交换速度，进而有效地提高了预抽真空腔的冷却速率和外延炉的生产效率。
23.本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
24.图1为现有技术的采用风冷方式的预抽真空腔的结构示意图。
25.图2为本技术一种实施例提供的一种外延炉晶片冷却系统的结构示意图。
26.图3为本技术一种实施例提供的一种外延炉晶片冷却系统沿垂直方向的剖面结构示意图。
27.图4为本技术一种实施例提供的供气装置和冷却装置的结构示意图。
28.图5为本技术另一种实施例提供的供气装置和冷却装置的结构示意图。
29.图6为本技术一种实施例提供的冷却装置沿垂直方向的剖面结构示意图。
30.图7为本技术一种实施例提供的一种外延炉晶片冷却方法的流程图。
31.图8为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
32.附图标记：1、预抽真空腔；11、工作台；12、腔体；121、出气口；2、供气装置；3、冷却装置；31、液冷板；311、通孔；32、冷却液提供装置；4、第一测温装置；5、控制器；6、晶片；7、流量控制阀；8、罩体；9、进气嘴；14、第二开关阀；15、第三开关阀；16、第四开关阀；17、第五开关阀；18、进气腔；19、冷却腔；20、混合腔；1001、处理器；1002、存储器；1003、通信总线；13、第一开关阀；。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.如图1所示，图1为现有技术的采用风冷方式的预抽真空腔的结构示意图，预抽真空腔的中央设置有工作台，该工作台用于放置石墨盘。预抽真空腔的右侧设置有进气口，预抽真空腔的左侧设置有出气口，进气口用于向预抽真空腔内通入常温氮气，出气口与真空泵连接以将预抽真空腔内的气体抽出，从而使预抽真空腔内形成方向从右到左的氮气气流。以碳化硅外延生长为例，在碳化硅晶片外延生长工艺结束且碳化硅晶片的温度低于900℃时，机械手将碳化硅晶片和底座从反应腔移动至预抽真空腔的工作台上，预抽真空腔的进气口朝预抽真空腔内通入气体流量不变的常温氮气，由于高温的碳化硅晶片和底座会使预抽真空腔内的温度快速上升，通入的常温氮气的温度也快速上升，到达碳化硅晶片上方的氮气的温度高于300℃，碳化硅晶片与碳化硅晶片接触的氮气的温度差小于600℃，碳化硅晶片不会发生翘曲，但随着碳化硅晶片的温度和底座的温度降低，碳化硅晶片和与碳化硅晶片接触的氮气的温度差减小，氮气与碳化硅晶片的热交换速度随着碳化硅晶片温度的下降而下降，从而降低了预抽真空腔的冷却速率和外延炉的生产效率。
36.如图2-图6所示，第一方面，本技术提供了一种外延炉晶片冷却系统，用于冷却晶片6，其包括：预抽真空腔1；供气装置2，安装在上述预抽真空腔1上，上述供气装置2用于释放吹扫气体；冷却装置3，设置在上述预抽真空腔1内，用于冷却上述吹扫气体；第一测温装置4，用于测量上述晶片6的温度；控制器5，用于控制上述供气装置2释放上述吹扫气体以冷却上述晶片6，还用于在上述温度小于或等于预设的第一阈值时，控制上述冷却装置3冷却上述吹扫气体。
37.其中，预抽真空腔1包括工作台11、腔体12和出气口121，工作台11设置在腔体12
内，工作台11用于放置需要进行第二次冷却的晶片6和底座，出气口121与真空抽取泵（图中未示出）连接，真空抽取泵用于抽出预抽真空腔1内的气体。供气装置2安装在预抽真空腔1上，该供气装置2用于向预抽真空腔1内释放吹扫气体，供气装置2和真空抽取泵同时启动以使预抽真空腔1内形成吹扫气体气流，该吹扫气体可以为惰性气体，也可以为与外延气体组分相同的气体。冷却装置3设置在预抽真空腔1内，冷却装置3用于对吹扫气体进行冷却。第一测温装置4设置在预抽真空腔1内，第一测温装置4用于测量晶片6的温度。供气装置2、冷却装置3和第一测温装置4均与控制器5电性连接，控制器5能够控制供气装置2是否向预设真空腔内释放吹扫气体，控制器5还能够获取晶片6的温度并根据该温度控制冷却装置3是否对吹扫气体进行冷却，在晶片6的温度小于或等于预设的第一阈值时，控制上述冷却装置3冷却上述吹扫气体。
38.上述实施例的工作原理为：在相关动作组件将晶片6和底座放置到预抽真空腔1后，控制器5控制供气装置2向预抽真空腔1内释放气体流量不变的吹扫气体，由于吹扫气体的温度低于晶片6的温度，因此吹扫气体与晶片6接触时会吸收晶片6的热量并将热量带出预抽真空腔1，从而使晶片6的温度下降。在晶片6的温度小于或等于第一阈值时，控制器5控制冷却装置3对吹扫气体进行冷却以使吹扫气体的温度下降以使与晶片6接触的吹扫气体和晶片6之间保持一定的温度差，从而有效地提高了与晶片6接触的吹扫气体和晶片6的热交换速度，进而有效地提高了预抽真空腔1的冷却速率和外延炉的生产效率，且由于晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差始终位于不发生晶片6翘曲的温度差范围内，因此有效地能够避免由于晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差过大而造成晶片6的内应力分布不均匀，晶片6翘曲的问题。应当理解的是，第一阈值位于低于晶片6被放置到预抽真空腔1时的温度范围内，例如，晶片6被放置到预抽真空腔1时的温度为900℃，第一阈值位于600-700℃的温度范围内。
39.在一些实施例中，上述外延炉晶片冷却系统还包括反应腔（图中未示出）和传送腔（图中未示出），反应腔和预抽真空腔1均与传送腔连接，传送腔内设置有用于取放晶片6的机械手，反应腔用于对晶片6进行外延生长工艺，反应腔对完成外延生长工艺的晶片6进行第一次降温，第一次降温完成后，机械手会将晶片6从反应腔移动到预抽真空腔1以对晶片6进行第二次冷却。应当理解的是，在晶片6从反应腔移动至预抽真空腔1的过程中，由于传送腔内的气体几乎没有产生相对流动，晶片6的降温速度慢，因此在晶片6从反应腔移动到预抽真空腔1的过程中不会发生晶片6翘曲的情况。
40.在一些实施例中，供气装置2包括吹扫气体存储装置和吹扫气体输送装置，吹扫气体存储装置可以为加压存储罐、液化气体存储罐等可以用于存储吹扫气体的容器，吹扫气体输送装置可以为气泵、送风机、质量流量控制器等可以用于输送吹扫气体的装置，吹扫气体输送装置设置在吹扫气体存储装置和预抽真空腔1之间。该实施例中，吹扫气体输送装置与控制器5电性连接，在相关动作组件将晶片6放置到预抽真空腔1后，控制器5控制吹扫气体输送装置将吹扫气体存储装置中的吹扫气体输送到预抽真空腔1内。
41.在另一些实施例中，供气装置2包括吹扫气体提供装置，吹扫气体提供装置能够生成和输出吹扫气体。该实施例中，吹扫气体提供装置与控制器5电性连接，在相关动作组件将晶片6放置到预抽真空腔1后，控制器5控制吹扫气体提供装置生成吹扫气体并将生成的吹扫气体输出到预抽真空腔1内。
42.当晶片6的温度较低时，晶片6上的热量对预抽真空腔1内的温度的影响可以忽略不计，供气装置2释放的吹扫气体的温度在与晶片6接触前不变，即供气装置2释放的吹扫气体的温度等于与晶片6接触时的吹扫气体的温度，继续使用冷却装置3对吹扫气体进行冷却不仅对提高预抽真空腔1的冷却速率的作用小，还会增加能源和资源的消耗。
43.为了解决上述技术问题，在一些实施例中，在晶片6的温度小于预设的第二阈值时，控制器5控制冷却装置3停止冷却吹扫气体，上述第二阈值为申请人通过多组实验得到的晶片6上的热量不会对预抽真空腔1内的温度产生影响时的温度。由于在晶片6的温度小于第二阈值时，晶片6的热量对预抽真空腔1内的温度的影响可以忽略不计，该实施例的技术方案能够有效地减少外延炉晶片冷却系统的能源和资源的消耗。
44.在一些实施例中，冷却装置3包括：若干液冷板31，设置在上述供气装置2和上述晶片6之间，用于导流上述吹扫气体；冷却液提供装置32，与上述液冷板31连接，用于为上述液冷板31循环提供冷却液以带走上述液冷板31的热量。其中，冷却液提供装置32与液冷板31连接，由于冷却液的温度低于吹扫气体的温度，吹扫气体的热量会传递给冷却液并在冷却液提供装置32的作用下将热量带出液冷板31。该实例中，冷却液提供装置32与控制器5电性连接，在晶片6的温度小于或等于第一阈值时，控制器5控制冷却液提供装置32为液冷板31循环提供冷却液。
45.在一些实施例中，冷却液提供装置32上设置有流量控制阀7，该流量控制阀7与控制器5电性连接，在晶片6的温度小于或等于第一阈值时，控制器5控制流量控制阀7打开以使冷却液提供装置32能够为液冷板31循环提供冷却液。流量控制阀7能够控制冷却液提供装置32为液冷板31循环提供不同流量的冷却液，因此控制器5能够控制流量控制阀7改变冷却液提供装置32为液冷板31循环提供的冷却液的流量，以使冷却液的流量随上述晶片的温度下降而增大，晶片6的温度越低，冷却液提供装置32朝液冷板31输送的冷却液的流量越大，从而在保证晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差处于不发生晶片6翘曲的温度差范围内的前提下，增大了晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差，不仅避免出现由于晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差过大而造成晶片6的内应力分布不均匀，晶片6翘曲的问题，还提高了晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的热交换速度，进而提高了预抽真空腔1的冷却速率和外延炉的生产效率。
46.在另一些实施例中，冷却液提供装置32的工作功率不同会导致其提供的冷却液的流量不同，控制器5能够根据晶片6的温度调节冷却液提供装置32的工作功率，晶片6的温度越低，冷却液提供装置32的工作功率越大，从而实现冷却液提供装置32朝液冷板31输送的冷却液的流量随晶片6温度下降而增大。该实施例在保证晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差处于不发生晶片6翘曲的温度差范围内的前提下，增大了晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差，不仅避免出现由于晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差过大而造成晶片6的内应力分布不均匀，晶片6翘曲的问题，还提高了晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的热交换速度，进而提高了预抽真空腔1的冷却速率和外延炉的生产效率。
47.为了让液冷板31对供气装置2释放的所有吹扫气体进行冷却，在一些实施例中，液冷板31设置在罩体8的侧面上，冷却液提供装置32贯穿罩体8的上端面，罩体8的上端面设置有进气嘴9，罩体8的进气嘴9与供气装置2的输出端连接。该实施例中，供气装置2释放的所有吹扫气体由进气嘴9进入罩体8内，从而实现液冷板31对供气装置2释放的所有吹扫气体
进行冷却，有效地提高吹扫气体的冷却效果，进而提高外延炉的生产效率。
48.如图6 所示，在一些实施例中，罩体8位于晶片6上方，上述外延炉晶片冷却系统还包括第二测温装置（图中未示出），上述第二测温装置用于测量罩体8底端的吹扫气体的温度，该温度为吹扫气体经过冷却装置3冷却的温度，由于罩体8的底端到晶片6的距离非常小，因此罩体8底端的吹扫气体的温度约等于与晶片6接触的吹扫气体的温度。上述控制器5还用于根据上述晶片6的温度和与上述晶片6接触的吹扫气体的温度控制上述流量控制阀7改变上述冷却液提供装置32为液冷板31循环提供的冷却液的流量。其中，控制器5根据晶片6的温度和与晶片6接触的吹扫气体的温度计算出晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差，当晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差小于或等于第三阈值时，控制器5控制流量控制阀7增大冷却液提供装置32为液冷板31循环提供的冷却液的流量；当晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差大于第三阈值时，控制器5控制流量控制阀7减小冷却液提供装置32为液冷板31循环提供的冷却液的流量。上述第三阈值小于不发生晶片6翘曲的温度差范围的最大值，例如不发生晶片6翘曲的温度差范围的最大值为600℃，第三阈值为550℃。该实施例的技术方案能够在避免出现晶片6翘曲的前提下，使晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差稳定在第三阈值附近，从而进一步地提高预抽真空腔1的冷却速率和外延炉的生产效率。
49.在一些优选实施例中，液冷板31的延伸方向与罩体8的侧面的延伸方向垂直（例如罩体8的侧面的延伸方向为竖直方向，液冷板31的延伸方向为水平方向），液冷板31上设有多个通孔311，当上述液冷板31的数量为多个时，相邻的上述液冷板31的上述通孔311为相互错开设置。该实施例中，当上述液冷板31的数量为多个时，相邻的上述液冷板31的上述通孔311为相互错开设置，从而增大吹扫气体经过冷却装置3所需要的时间，确保吹扫气体被冷却装置3充分冷却。
50.在一些实施例中，当液冷板31的数量为多个时，液冷板31采用并联的方式与冷却液提供装置32连接，相邻的液冷板31间设置有开关阀，当相邻的液冷板31之间的开关阀关闭时，冷却液提供装置32与上层的液冷板31连通，冷却液提供装置32为上层的液冷板31循环提供冷却液；当相邻的液冷板31之间的开关阀打开时，冷却液提供装置32与上层及下层的液冷板31连通，冷却液提供装置32为上层及下层的液冷板31循环提供冷却液，即只有在开关阀打开时，下层的液冷板31才能够用于对吹扫气体进行冷却。该实施例中，所有开关阀均与控制器5连接，晶片6的温度越低，开关阀打开的数量越多，越多的液冷板31能够对吹扫气体进行冷却，从而避免晶片6处于高温状态时由于冷却速度过快而造成晶片6翘曲的问题。
51.如图4所示，在一些实施例中，上述外延炉晶片冷却系统还包括进气腔18、冷却腔19和混合腔20。进气腔18上设置有第一开关阀13和第四开关阀16，进气腔18通过第四开关阀16与混合腔20连接，供气装置2通过第一开关阀13与进气腔18连接。冷却腔19上设置有第二开关阀14和第三开关阀15，冷却装置3设置在冷却腔19内，供气装置2通过第二开关阀14与冷却腔19连接，冷却腔19通过第三开关阀15与混合腔20连接，混合腔20上还设置有第五开关阀17。供气装置2、冷却装置3、第一开关阀13、第二开关阀14、第三开关阀15、第四开关阀16和第五开关阀17均与控制器5电性连接。该实施例的工作原理为：在相关动作组件将晶片6和底座从反应腔移动至预抽真空腔1内的工作台11后，控制器5控制第一开关阀13、第二
开关阀14、第四开关阀16和第五开关阀17打开，控制器5控制冷却装置3以控制供气装置2释放吹扫气体，供气装置2释放的部分吹扫气体进入到冷却腔19中，控制器5控制冷却装置3对冷却腔19内的吹扫气体进行冷却，剩余的吹扫气体经过进气腔18和混合腔20后进入预抽真空腔1，在晶片6的温度小于或等于第一阈值时，控制器5控制第三开关阀15打开，冷却腔19内的吹扫气体进入混合腔20以降低混合腔20中的吹扫气体的温度。该实施例中，冷却装置3提前对供气装置2释放的部分吹扫气体进行冷却，从而提高冷却装置3对吹扫气体的冷却效果。在一些优选实施例中，在晶片6的温度小于或等于第一阈值时，控制器5控制第三开关阀15打开并控制第一开关阀13和第四开关阀16关闭，从而使供气装置2释放的所有吹扫气体都经过冷却装置3，从而进一步地提高冷却装置3对吹扫气体的冷却效果。
52.如图5所示，在另一些实施例中，上述外延炉晶片冷却系统还包括进气腔18和冷却腔19。进气腔18上设置有第一开关阀13和第四开关阀16，供气装置2通过第一开关阀13与进气腔18连接。冷却腔19上设置有第二开关阀14和第三开关阀15，冷却装置3设置在冷却腔19内，供气装置2通过第二开关阀14与冷却腔19连接，冷却腔19通过第三开关阀15与进气腔18连接。供气装置2、冷却装置3、第一开关阀13、第二开关阀14、第三开关阀15和第四开关阀16均与控制器5电性连接。该实施例的工作原理为：在相关动作组件将晶片6和底座从反应腔移动至预抽真空腔1内的工作台11后，控制器5控制第一开关阀13、第二开关阀14和第四开关阀16打开，控制器5控制冷却装置3控制供气装置2释放吹扫气体，供气装置2释放的部分吹扫气体进入到冷却腔19中，控制器5控制冷却装置3对冷却腔19内的吹扫气体进行冷却，剩余的吹扫气体经过进气腔18后进入预抽真空腔1，在晶片6的温度小于或等于第一阈值时，控制器5控制第三开关阀15打开，冷却腔19内的吹扫气体进入进气腔18以降低进气腔18中的吹扫气体的温度。该实施例中，冷却装置3提前对供气装置2释放的部分吹扫气体进行冷却，从而提高冷却装置3对吹扫气体的冷却效果。在一些优选实施例中，在晶片6的温度小于或等于第一阈值时，控制器5控制第三开关阀15打开并控制第一开关阀13关闭，从而使供气装置2释放的所有吹扫气体都经过冷却装置3，从而进一步地提高冷却装置3对吹扫气体的冷却效果。
53.由上可知，本技术提供的一种外延炉晶片冷却系统，只有在晶片的温度小于或等于第一阈值时，冷却装置3才会对吹扫气体进行冷却，从而实现在晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差处于不发生晶片6翘曲的温度差范围内的前提下，增大晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差，晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的热交换速度变快，进而提高了预抽真空腔1的冷却速率和外延炉的生产效率。
54.如图7所示，第二方面，本技术还提供了一种外延炉晶片冷却方法，用于冷却晶片6，应用在外延炉晶片冷却系统中，上述外延炉晶片冷却系统包括预抽真空腔1、供气装置2、冷却装置3和第一测温装置4，上述供气装置2安装在上述预抽真空腔1上，上述供气装置2用于释放吹扫气体，上述冷却装置3与上述供气装置2连接，上述冷却装置3用于冷却上述吹扫气体，上述第一测温装置4用于测量上述晶片6的温度，上述外延炉晶片冷却方法包括以下步骤：s1、控制上述供气装置2释放上述吹扫气体以冷却上述晶片6；s2、在上述晶片6的温度小于或等于预设的第一阈值时，控制上述冷却装置3冷却上述吹扫气体。
55.其中，步骤s1和步骤s2的工作原理与上述外延炉晶片冷却系统的工作原理相同，此处不再进行详细论述。本技术提供的一种外延炉晶片冷却方法，应用在外延炉晶片冷却系统中，在晶片6的温度小于或等于第一阈值时，控制器5控制冷却装置3对吹扫气体进行冷却以使吹扫气体的温度下降以使与晶片6接触的吹扫气体与晶片6之间保持一定的温度差，从而有效地提高了吹扫气体与晶片6的热交换速度，进而有效地提高了预抽真空腔1的冷却速率和外延炉的生产效率，且由于晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差始终位于不发生晶片6翘曲的温度差范围内，因此能够有效地避免由于晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差过大而造成晶片6的内应力分布不均匀，晶片6翘曲的问题。
56.在一些实施例中，上述外延炉晶片冷却方法还包括步骤：s3、在上述温度小于预设的第二阈值时，控制上述冷却装置3停止冷却上述吹扫气体。
57.其中，步骤s3的工作原理与上述外延炉晶片冷却系统的工作原理相同，此处不再进行详细论述。由于晶片6的温度小于第二阈值时，晶片6的热量对预抽真空腔1的温度的影响可以忽略不计，该实施例的技术方案能够有效地减少外延炉晶片冷却系统的能源消耗。
58.以碳化硅晶片冷却为例，如图2和图3所示，在一些优选实施方式中，本发明的一种外延炉晶片冷却系统，包括：反应腔、传送腔、预抽真空腔1、供气装置2、冷却装置3、第一测温装置4和控制器5，该实施方式将氮气作为吹扫气体。预抽真空腔1包括工作台11、腔体12和出气口121，碳化硅晶片放置在工作台11上，出气口121与真空抽取泵连接，真空抽取泵用于将预抽真空腔1内的气体抽出。反应腔和预抽真空腔1均与传送腔连接，传送腔内设置有用于取放碳化硅晶片的机械手，反应腔用于对碳化硅晶片进行碳化硅外延生长工艺，反应腔对完成碳化硅外延生长工艺的碳化硅晶片进行第一次冷却，当碳化硅晶片的温度小于或等于900℃时，机械手会将碳化硅晶片从反应腔移动到预抽真空腔1的工作台11上以对碳化硅晶片进行第二次冷却，冷却装置3包括冷却液提供装置32和三个液冷板31，冷却液提供装置32与液冷板31之间设置有流量控制阀7，冷却液提供装置32安装在预抽真空腔1上，三个液冷板31均设置在罩体8内，该罩体8设置在预抽真空腔1内，冷却液提供装置32贯穿罩体8的上端面并与液冷板31连接，冷却液提供装置32用于为液冷板31循环提供冷却液，三个液冷板31上均设有若干个通孔311，相邻的液冷板31的通孔311为相互错开设置。罩体8的上端面设置有进气嘴9，供气装置2为氮气提供装置，氮气提供装置安装在预抽真空腔1上，氮气提供装置用于生成和输出氮气，氮气提供装置的输出端与进气嘴9连接。氮气提供装置释放气体流速为6m/s的氮气，此时不发生晶片6翘曲的晶片6和与晶片6接触的氮气的最大温度差为600℃。第一测温装置4为热电偶，该热电偶贯穿工作台11以测量碳化硅晶片的温度。冷却液提供装置32、流量控制阀7、氮气提供装置、真空抽取泵和热电偶均与控制器5电性连接，控制器5能够控制氮气提供装置是否向预抽真空腔1内释放氮气，控制器5还能够获取碳化硅晶片的温度并根据该温度控制冷却液提供装置32是否为液冷板31循环提供冷却液和控制流量控制阀7是否打开。
59.基于上述外延炉晶片冷却系统，上述实施方式提供了一种外延炉晶片冷却方法，其包括步骤：1.在外延生长工艺结束后，反应腔对碳化硅晶片进入第一次冷却；2.在碳化硅晶片的温度小于或等于900℃时，传送腔内的机械手将碳化硅晶片从反应腔移动至预抽真空腔1内的工作台11上；3.控制氮气提供装置向预抽真空腔1的腔体12内释放氮气和控制真
空抽取泵抽出预抽真空腔1的腔体12内的氮气；4.在碳化硅晶片的温度小于或等于700℃（第一阈值）时，控制流量控制阀7打开和控制冷却液提供装置32为液冷板31循环提供冷却液直至碳化硅晶片的温度小于100℃（第二阈值）。步骤4中，冷却液提供装置32为液冷板31循环提供的冷却液的流量随碳化硅晶片的温度下降而增大。在晶片6的温度小于或等于700℃时，控制器5控制冷却装置3对氮气进行冷却以使氮气的温度下降，晶片6上方的氮气与晶片6之间的温度差增大，从而有效地提高了氮气与晶片6的热交换速度，进而有效地提高了预抽真空腔1的冷却速率和外延炉的生产效率，且由于晶片6和与晶片6接触的氮气的温度差始终小于600℃，因此能够有效地避免由于晶片6和与晶片6接触的氮气的温度差过大而造成晶片6的内应力分布不均匀，晶片6翘曲的问题。
60.第三方面，请参照图8，图8为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图，本技术提供一种电子设备，包括：处理器1001和存储器1002，处理器1001和存储器1002通过通信总线1003和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器1002存储有处理器1001可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器1001执行该计算机程序，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：控制上述供气装置2释放上述吹扫气体；在上述晶片6的温度小于或等于预设的第一阈值时，控制上述冷却装置3冷却上述吹扫气体。
61.第四方面，本技术实施例提供一种存储介质，所述计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：控制上述供气装置2释放上述吹扫气体；在上述晶片6的温度小于或等于预设的第一阈值时，控制上述冷却装置3冷却上述吹扫气体。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（static random access memory, 简称sram），电可擦除可编程只读存储器（electrically erasable programmable read-only memory, 简称eeprom），可擦除可编程只读存储器（erasable programmable read only memory, 简称eprom），可编程只读存储器（programmable red-only memory, 简称prom），只读存储器（read-only memory, 简称rom），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
62.由上可知，本技术提供的一种外延炉晶片冷却系统、方法、电子设备及存储介质，在晶片6的温度小于或等于第一阈值时，控制器5控制冷却装置3对吹扫气体进行冷却以使吹扫气体的温度下降以使晶片6接触的吹扫气体与晶片6之间保持一定的温度差，从而有效地提高了吹扫气体与晶片6的热交换速度，进而有效地提高了预抽真空腔1的冷却速率和外延炉的生产效率，且由于晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差始终位于不发生晶片6翘曲的温度差范围内，因此能够有效地避免由于晶片6和与晶片6接触的吹扫气体的温度差过大而造成晶片6的内应力分布不均匀，晶片6翘曲的问题。
63.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
64.另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元
显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
65.再者，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
66.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
67.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。