温度监测电路的制作方法

1.本实用新型涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种温度监测电路。


背景技术：

2.在半导体领域，热氧化法生长二氧化硅(sio2)是半导体行业生长高质量sio2的主要方法。在热氧化法生长sio2过程中，通常会通入二氯乙烯(dce),以有效去除sio2生长过程的杂质离子，从而提高sio2薄膜质量。
3.目前，热氧化生长过程中dce是通过氮气(n2)携带的方式通入的。通常，由于dce的沸点较低，氧化炉管内dce的温度都设置在20℃，防止dce因温度过高而蒸发。dce控制器通过控制系统及发热陶瓷片来实现精确控温，使dce温度始终维持在20℃，保证工艺的稳定性。
4.然而，在实际生产中发现dce控制器的主电路板故障，会造成dce控制器的显示温度始终为10℃左右。由于dce控制器的显示温度始终低于dce控制器的20℃，因此dce控制器一直执行加热功能，蒸发了大量dce到管道中。dce蒸气在管道中冷却为液体，造成液态dce进入到炉管高温工艺腔体，导致工艺腔体及工艺腔体进出气管都堆积了大量碳黑。这样既报废了当前工艺中的晶圆片，同时也必须更换管道及工艺腔体，严重影响了企业的效益。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供一种避免dce控制器温度失控造成dce沾污炉管的温度监测电路。
6.一种温度监测电路，所述电路包括：
7.温度传感器，设于待检测液体内；
8.温控仪，与所述温度传感器连接，所述温控仪内设有第一控制开关，所述第一控制开关在所述温度传感器的检测温度大于第一温度阈值时闭合；
9.第一继电器，包括第一线圈和第二控制开关，所述第二控制开关在所述第一线圈的得电时长达到设定时长时闭合，所述第一线圈与所述第一控制开关串联在直流电源的正极和负极之间；
10.继电器单元，包括第二线圈和第三控制开关，当所述第二线圈处于失电状态时，所述第三控制开关处于闭合状态，所述第二线圈与所述第二控制开关串联在所述直流电源的正极和负极之间，所述第三控制开关串联在交流电源和控温设备之间。
11.在其中一个实施例中，所述继电器单元包括：
12.第二继电器，包括所述第二线圈、第四控制开关和第五控制开关，所述第四控制开关在所述第二线圈得电时闭合，所述第五控制开关在所述第二线圈失电时闭合，所述第四控制开关和所述第二控制开关的并联电路与所述第二线圈串联在所述直流电源的正极和负极之间；
13.第三继电器，包括第三线圈、所述第三控制开关和第六控制开关，所述第三控制开
关和所述第六控制开关均在所述第三线圈得电时闭合；
14.所述电路还包括：
15.第一按键开关，在按下时闭合，所述第一按键开关和所述第六控制开关的并联电路与所述第五控制开关、所述第三线圈串联在所述直流电源的正极和负极之间。
16.在其中一个实施例中，所述电路还包括：
17.第二开关按键，在按下时断开，所述第二开关按键串联在所述第四控制开关和所述第二控制开关的并联电路与所述第二线圈的串联支路中。
18.在其中一个实施例中，所述第二继电器还包括：
19.第七控制开关，在所述第二线圈得电时闭合；
20.所述电路还包括：
21.报警器，与所述第七控制开关串联在所述直流电源的正极和负极之间。
22.在其中一个实施例中，所述报警器包括指示灯和蜂鸣器，所述指示灯和所述蜂鸣器的并联电路与所述第七控制开关串联在所述直流电源的正极和负极之间。
23.在其中一个实施例中，所述第二继电器还包括：
24.第八控制开关，在所述第二线圈失电时闭合；
25.所述电路还包括：
26.第三开关按键，在按下时断开；
27.第四继电器，包括第四线圈、第九控制开关和第十控制开关，所述第九控制开关和所述第十控制开关均在所述第四线圈得电时闭合，所述第九控制开关和所述第八控制开关的并联电路与所述第四线圈、所述第三开关按键串联在所述直流电源的正极和负极之间。
28.在其中一个实施例中，所述温度传感器包括一个热电偶，所述热电偶与所述温控仪连接。
29.在其中一个实施例中，所述电路还包括：
30.整流器，与交流电源连接，用于将所述交流电源提供的交流电转换为直流电，以提供所述直流电源。
31.在其中一个实施例中，所述电路还包括：
32.交流电源，与所述整流器连接。
33.在其中一个实施例中，所述电路还包括：
34.第一开关，串联在所述交流电源和所述整流器之间。
35.上述温度监测电路，温控仪首先根据检测温度判断超温情况，当温度传感器反馈到温控仪的检测温度高于第一阈值温度时，温控仪内设的第一控制开关闭合，第一线圈得电。当第一控制开关在设定时长内保持闭合状态，第二控制开关闭合，第二线圈得电，可以利用时间继电器的延迟闭合效果防止超温情况误判。当第二线圈处于得电状态，第三控制开关处于断开状态，此时控温设备停止工作。温度检测电路能够通过实时检测温度判断超温情况并控制控温设备的开关，避免了由于dce控制器发生温度失控故障而导致控温设备持续加热dce，造成dce沾污炉管的问题。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传
统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为一实施例中温度监测电路的结构框图；
38.图2为一实施例中温度监测电路的结构框图；
39.图3为一实施例中温度监测电路的结构框图；
40.图4为一实施例中温度监测电路的结构框图；
41.图5为一实施例中温度监测电路中包含报警器70的局部结构框图；
42.图6为一实施例中温度监测电路的结构框图；
43.图7为一实施例中温度监测电路中包含热电偶90的局部结构框图；
44.图8为一实施例中温度监测电路中包含整流器100的局部结构框图；
45.图9为一实施例中温度监测电路中包含第一开关111和第二开关112的局部结构框图；
46.图10为一实施例中温度监测电路的结构框图。
47.附图标记说明：
48.1、控温设备；
49.10、温度传感器；
50.20、温控仪，21、第一控制开关；
51.31、第一线圈，32、第二控制开关；
52.410、第二线圈，411、第四控制开关，412，第五控制开关，413、第七控制开关，414、第八控制开关，420、第三线圈，421、第三控制开关，422、第六控制开关，430、第四线圈，431、第九控制开关，432、第十控制开关；
53.50、第一按键开关；
54.60、第二开关按键；
55.70、报警器，71、指示灯，72、蜂鸣器；
56.80、第三开关按键；
57.90、热电偶；
58.100、整流器；
59.111、第一开关，112、第二开关。
具体实施方式
60.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
61.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
62.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来
说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。
63.可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
64.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
65.正如背景技术所述，现有的dce控制器存在主电路板故障的问题，显示温度始终低于预设温度，导致dce控制器一直执行加热功能，蒸发了大量dce到管道中沾污炉管。
66.基于上述原因，在一个实施例中，如图1所示，提供了一种温度监测电路，该温度监测电路包括温度传感器10、温控仪20、第一继电器、继电器单元。
67.温度传感器10设于待测液体内，用于检测并反馈待测液体的实时温度。温控仪20与温度传感器10连接，温控仪20内部设有第一控制开关21，第一控制开关21在温度传感器10的检测温度大于第一温度阈值时闭合。第一继电器包括第一线圈31和第二控制开关32，第二控制开关32在第一线圈31的得电时长达到设定时长时闭合，第一线圈31与第一控制开关21串联在直流电源的正极和负极之间。继电器单元包括第二线圈410和第三控制开关421。当第二线圈410处于失电状态时，第三控制开关421处于闭合状态，第二线圈410与第二控制开关32串联在直流电源的正极和负极之间，第三控制开关421串联在交流电源和控温设备1之间。
68.其中，温控仪20是调控一体化智能温度控制仪表，它采用了全数字化集成设计，具有温度曲线可编程或定点恒温控制、多重pid调节、输出功率限幅曲线编程、手动/自动切换、软启动、报警开关量输出、实时数据查询、与计算机通讯等功能，将数显温度仪表和zk晶闸管电压调整器合二为一，集温度测量、调节、驱动于一体，仪表直接输出晶闸管触发信号，可驱动各类晶闸管负载。在温控仪20内设置第一控制开关21，可以根据温度传感器10的检测温度，控制第一控制开关21闭合或者断开的触发。
69.示例性地，第一继电器为时间继电器，第一控制开关21还在温度传感器10的检测温度小于第二温度阈值时断开，第二温度阈值小于第一温度阈值。
70.示例性地，直流电源为24v，交流电源为110v。在半导体炉管工艺中，待测液体是dce。设定时长设定为10秒，当第一线圈31得电时长到达10秒后，第二控制开关32闭合。当第一线圈31得电时长少于10秒时，第二控制开关32不闭合。第一温度阈值设为25℃，第二温度阈值设为23℃。当检测温度超过25℃时，第一控制开关21闭合，控温设备1停止加热。当检测温度低于23℃时，第一控制开关21断开。
71.上述实施例中，当温度传感器10检测的待测液体温度大于第一温度阈值时，与温度传感器10连接的温控仪20内部的第一控制开关21闭合。第一线圈31与第一控制开关21串联在同一个电路中，此时，第一线圈31得电。由于第一线圈31是时间继电器，第一线圈31的得电时长到达设定时长时，第二控制开关32闭合。第二线圈410与第二控制开关32串联在同一个电路中，此时，第二线圈410得电。由于第三控制开关421在第二线圈410得电时断开，此
时，控温设备1失电停止加热。温度检测电路通过实时检测温度，在待测液体超温情况下停止控温设备1工作，避免了控温设备1持续加热dce而造成dce沾污炉管的问题。
72.在一个实施例中，如图2所示，继电器单元包括第二继电器和第三继电器。温度监测电路还包括第一按键开关50。
73.第二继电器包括第二线圈410、第四控制开关411和第五控制开关412。第四控制开关411在第二线圈410得电时闭合，第五控制开关412在第二线圈410失电时闭合。第四控制开关411和第二控制开关32的并联电路与第二线圈410串联在直流电源的正极和负极之间。
74.第三继电器包括第三线圈420、第三控制开关421和第六控制开关422。第三控制开关421和第六控制开关422均在第三线圈420得电时闭合。
75.第一按键开关50在按下时闭合，第一按键开关50和第六控制开关422的并联电路与第五控制开关412、第三线圈420串联在直流电源的正极和负极之间。
76.具体地，第四控制开关411的第一端、第二控制开关32的第一端和直流电源正极连接，第四控制开关411的第二端、第二控制开关32的第二端和第二线圈410的第一端连接，第二线圈410的第二端和直流电源负极连接。第一按键开关50的第一端、第六控制开关422的第一端和直流电源正极连接，第一按键开关50的第二端、第六控制开关422的第二端和第五控制开关412的第一端连接，第五控制开关412的第二端和第三线圈420的第一端连接，第三线圈420的第二端和电源负极连接。
77.示例性地，第一按键开关50为常开按钮开关，第二继电器和第三继电器为中间继电器。
78.在一个实施例中，如图3所示，温度监测电路还包括第二开关按键60。第二开关按键60在按下时断开，第二开关按键60串联在第四控制开关411和第二控制开关32的并联电路与第二线圈410的串联支路中。
79.具体地，第二开关按键60的第一端和直流电源正极连接，第二开关按键60的第二端和第二控制开关32的第一端、第四控制开关411的第一端连接。
80.示例性地，第二开关按键60为常闭开关按钮。
81.在一个实施例中，如图4所示，第二继电器还包括第七控制开关413。第七控制开关413在第二线圈410得电时闭合。温度监测电路还包括报警器70。报警器70与第七控制开关413串联在直流电源的正极和负极之间。
82.具体地，第七控制开关413的第一端和直流电源正极连接，第七控制开关413的第二端和报警器70的第一端连接，报警器70的第二端和电源负极连接。
83.在一个实施例中，如图5所示，报警器70包括指示灯71和蜂鸣器72。指示灯71和蜂鸣器72的并联电路与第七控制开关413串联在直流电源的正极和负极之间。
84.具体地，指示灯71的第一端、蜂鸣器72的第一端与第七控制开关413的第二端连接，指示灯71的第二端和蜂鸣器72的第二端和直流电源负极连接。
85.在一个实施例中，如图6所示，第二继电器包括第八控制开关414。温度监测电路还包括第三开关按键80和第四继电器。
86.第八控制开关414在第二线圈410失电时闭合。第三开关按键80在按下时断开。第四继电器包括第四线圈430、第九控制开关431和第十控制开关432。第九控制开关431和第十控制开关432均在第四线圈430得电时闭合，第九控制开关431和第八控制开关414的并联
电路与第四线圈430、第三开关按键80串联在直流电源的正极和负极之间。
87.具体地，第三开关按键80的第一端和直流电源正极连接，第三开关按键80的第二端和第八控制开关414的第一端、第九控制开关431的第一端连接，第八控制开关414的第二端、第九控制开关431的第二端和第四线圈430的第一端连接，第四线圈430的第二端和直流电源负极连接。第十控制开关432的第一端、指示灯71的第一端和第七控制开关413的第二端连接，第十控制开关432的第二端和蜂鸣器72的第一端连接，指示灯71的第二端、蜂鸣器72的第二端和直流电源负极连接。
88.示例性地，第三开关按键80为常闭开关按钮，第四继电器为中间继电器。
89.在一个实施例中，如图7所示，温度传感器10包括热电偶90。热电偶90与温控仪20连接。
90.具体地，热电偶90可选n型热电偶。热电偶90的第一端和温控仪20的3端连接，热电偶90的第二端和温控仪20的4端连接。
91.在一个实施例中，如图8所示，温度监测电路还包括整流器100。整流器100与交流电源连接，用于将交流电源提供的交流电转换为直流电，以提供直流电源。
92.具体地，交流电源的火线和整流器100的第一端连接，交流电源的零线和整流器100的第二端连接，其中，整流器100的第一端和第二端为整流器100的输入端。
93.示例性地，直流电源的电压为24v。
94.在一个实施例中，如图8所示，温度监测电路还包括交流电源。交流电源与整流器100连接。
95.具体地，交流电源还与温控仪20连接，交流电源的火线和温控仪20的5端连接，交流电源的零线和温控仪20的6端连接。
96.示例性地，交流电源的电压为110v。
97.在一个实施例中，如图9所示，温度监测电路还包括第一开关111。第一开关111串联在交流电源和整流器100之间。
98.具体地，第一开关111为双极开关，即第一开关111控制二个支路，可以同时切断火线和零线。温度监测电路还包括第二开关112，第二开关112与交流电源的输出端连接。第二开关112为单极开关。第一开关111的输入端和交流电源连接，第一开关111的输出端和整流器100的输入端、温控仪20的5端和6端连接。第二开关110的第一端和整流器100的火线输出端连接。
99.下面结合图10描述温度检测电路的工作原理。
100.首先合上第一开关111和第二开关112，温控仪20接通电源开始工作，整流器100将输入的交流电源转化成直流电源。按下第一按键开关50，第一按键开关50闭合。由于第五控制开关412在第二线圈410失电时闭合，此时第二线圈410失电，因此第五控制开关412闭合，第三线圈420得电。第三线圈420得电后，第三控制开关421闭合，控温设备1通电，开始控温，第六控制开关422也闭合。其中，第一按键开关50为常开开关。当第一按键开关50在没有按压状态下恢复断开状态，由于第六控制开关422闭合，因此第三线圈420能够持续通电，控温设备1可以持续工作。由于第三开关按键80为常闭开关，第八控制开关414在第二线圈410失电时闭合，因此此时第四线圈430得电，第九控制开关431和第十控制开关432都闭合。
101.当温度传感器10中的热电偶90实时检测待测液体的温度高于第一阈值温度时，温
控仪20内部的第一控制开关21闭合，此时第一线圈31得电。其中，第一线圈31对应的继电器为时间继电器。当第一线圈31通电时间达到设定时间后，第二控制开关32闭合。第二开关按键60为常闭开关，因此第二线圈410得电。此时，第四控制开关411闭合，第五控制开关412断开，第八控制开关414断开，第七控制开关413闭合。由于第五控制开关412断开，第三线圈420失电，第三控制开关421断开，控温设备1停止工作，且第六控制开关422断开。由于第七控制开关413闭合，此时第十控制开关432闭合，因此指示灯71和蜂鸣器72通电，指示灯71发出亮光，蜂鸣器72发出声音，提醒工作人员检修相关设备。
102.控温设备1停止工作后，待测液体的温度逐渐下降，当待测液体的温度低于第二阈值温度后，第一控制开关21断开，第一线圈31失电，此时第二控制开关32断开。由于第四控制开关411闭合，因此第二线圈410依然通电，指示灯71和蜂鸣器72持续工作。
103.进一步地，可以按下第三开关按键80使第三开关按键80断开，第四线圈430失电，此时第十控制开关432断开，蜂鸣器72停止工作，避免蜂鸣器72在维修过程中持续扰人。
104.当检修设备完毕之后，按下第二开关按键60，第二开关按键60断开，第二线圈410失电，指示灯71停止工作，第五控制开关412和第八控制开关414恢复闭合状态。此时重新按下第一按键开关50，控温设备1重新工作。
105.上述电路可以应用于诸如半导体炉管等类似热处理设备中。
106.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
107.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
108.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。