[发明专利]外延环形红外卤素加热组件及稳态温度场获取方法

说明书

本发明公开了一种外延环形红外卤素加热组件，包括有反射板和N个环形加热灯，所述N≥1且N为整数，同时N个所述环形加热灯均固定安装在反射板上。本发明具有较高的灵活性，可以快捷的进行安装组合，从而提高了装置整体安装拆卸的工作效率，同时还能够更为高效的适配外延加热场景，也能够高效的利用能源。

技术领域

本发明属于半导体外延设备晶圆加热装置技术领域，具体涉及一种外延环形红外卤素加热组件及稳态温度场获取方法。

背景技术

红外加热主要是通过电能与红外辐射能的转化，将能量以红外辐射的方式传递出去，该能量在透明环境中穿透性强，且无需传递介质，可直接照射到被加热物体上，被加热物体吸收该红外能量后自身会产生热量，从而达到升温的效果。与接触式加热相比，其加热过程更为洁净高效。同时该红外加热方式可根据加热灯的形状，分为点式灯泡加热、直线灯管加热、圆形灯管加热、螺线型灯管加热、以及其他异形灯管加热等。

然而，在半导体外延领域中，现有的红外加热形式主要分为灯泡型加热和直管型加热。针对这两种形式的加热灯，它们在安装上各自存在优缺点，其中灯泡加热的安装最为灵活，但其数量多，存在安装拆卸工作量大，工作繁琐等问题；直管型加热灯的安装工作量小，且安装较为容易，但其不能更好的适配晶圆加热场景，存在能源浪费增大等问题。

因此，如何提供一个能适配晶圆加热空间，又能更好地均衡热场，同时不仅可以按需组合且装配灵活，还可以充分利用能源，提高能源转化效率的加热灯组件，是现在亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外延环形红外卤素加热组件及稳态温度场获取方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种外延环形红外卤素加热组件，包括有反射板和N个环形加热灯，所述N≥1且N为整数，同时N个所述环形加热灯均固定安装在反射板上。

更进一步地讲，所述环形加热灯通过灯夹头安装板与反射板进行固定连接，所述灯夹头安装板设置在反射板的下端，同时所述反射板和灯夹头安装板之间设置有冷却板。

更进一步地讲，所述反射板和冷却板的中部均开设有通风散热孔，同时在反射板和冷却板上均环形开设有多个方孔。

更进一步地讲，所述反射板上的方孔与冷却板上的方孔的形状大小相同，同时所述反射板上的方孔与冷却板上的方孔之间一一对应。

更进一步地讲，所述反射板、灯夹头安装板和冷却板上均开设有螺纹孔，所述反射板、灯夹头安装板和冷却板三者之间通过螺栓穿过螺纹孔进行固定连接。

更进一步地讲，每个所述环形加热灯均包括有M个圆弧形卤素加热灯，所述M≥2且M为整数，每个所述圆弧形卤素加热灯的端部均设置有陶瓷灯座，所述陶瓷灯座穿过方孔后，与所述灯夹头安装板之间通过螺栓进行固定连接。

更进一步地讲，彼此相邻的两个所述圆弧形卤素加热灯的端部之间通过灯夹头进行固定连接。

更进一步地讲，所述灯夹头的外尺寸与方孔的内尺寸相同。

一种外延环形红外卤素加热组件的稳态温度场获取方法，所述稳态温度场获取方法具体如下：

获取外延环形红外卤素加热组件的发热功率，并根据所述发热功率确定传导功率的散度；

通过发热功率和传导功率散度之间的关系，确定出稳态温度场三维泊松方程的一般形式，具体为：

其中：λ为截止导热系数，为温度梯度，ρ₀为给定温度下的电阻系数，α为电阻温度系数，T为时间系数，J为电流密度，G为的外延环形红外卤素加热组件的稳态温度场。

更进一步地讲，根据所述发热功率确定传导功率的散度，具体如下：