[实用新型]一种碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统

说明书

本实用新型公开一种碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统，涉及PVT法碳化硅单晶生长炉技术领域，主要结构包括主回路；主回路包括设置于炉腔上的第一真空装置、流量控制器、副回路以及第一控制器；副回路包括第二真空装置、第二控制器、比例阀、真空泵和真空管道，真空管道一端与炉腔相连通，真空管道另一端与真空泵的进口相连通，第二真空装置和比例阀均设置于真空管道上。本实用新型中的碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统，能够在用户设定的压力值变化、真空泵抽速波动的情况下快速使容器内压力控制在设定压力数值，提高了比例阀的调节频率和系统响应速度，减少了炉腔内压力震荡周期，缩短了压力调节时间。

技术领域

本实用新型涉及PVT法碳化硅单晶生长炉技术领域，特别是涉及一种碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统。

背景技术

以SiC为代表的第三代半导体材料，以其宽禁带，高击穿临界电、高导热性、高最大电流密度且结实耐磨等特性成为制作高频、大功率、耐高温和抗辐射器件的理想材料。现有技术在利用PVT法制备碳化硅单晶时，对生产容器的控压要求极高，工艺气体的压强变化对SiC晶体的生长速度和晶体质量产生极大影响。

现有方案在利用PVT法制备SiC单晶时，对炉腔内压力的监测和控制系统控压精度差，炉内压力震荡周期长，调压时间较长。

发明内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统，提高控压精度以缩短炉腔内压力震荡周期，缩短压力调节时间。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统，包括主回路；所述主回路包括设置于炉腔上的第一真空装置、流量控制器、副回路以及第一控制器；所述副回路包括第二真空装置、第二控制器、比例阀、真空泵和真空管道，所述真空管道一端与所述炉腔相连通，所述真空管道另一端与所述真空泵的进口相连通，所述第二真空装置和所述比例阀均设置于所述真空管道上；所述第一控制器与所述第一真空装置信号连接，所述第二控制器与所述第二真空装置信号连接，所述第一控制器与所述第二控制器信号连接，所述第二控制器与所述比例阀的阀门控制器信号连接。

可选的，所述第二真空装置和所述比例阀均位于所述真空管道上靠近所述真空泵的一端。

可选的，所述比例阀位于所述第二真空装置与所述真空泵之间。

可选的，所述第一真空装置和所述第二真空装置均为真空计。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型中的碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统，能够在用户设定的压力值变化、真空泵抽速波动的情况下快速使容器内压力控制在设定压力数值，提高了比例阀的调节频率和系统响应速度，提高了对炉腔内压力的的控制精度、减少了炉腔内压力震荡周期，缩短了压力调节时间，对泵或者进气量改变带来的影响有一定的自适应能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统的串级控制回路图；

图3为本实用新型碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统与现有技术相比动态响应曲线图；

图4为本实用新型碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统与现有技术相比动态平衡曲线图。