[發明專利]一種碳化硅晶體電阻法生長用電源及其方法

在審

• 申請號: 201811419792.0
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109371466A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 張巖;付吉國;董偉;趙然;周衛東;曾蕾
• 申請（專利權）人: 國宏中晶集團有限公司
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B15/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種碳化硅晶體電阻法生長用電源，包括外殼、生長倉和傳動倉，外殼內設有生長倉和傳動倉，生長倉內壁固定隔熱層，隔熱層內壁等距安裝鎢加熱環，所述外殼外側安裝有若干電源控制器，且電源控制器與鎢加熱環分別對應電路連接，電源控制器集成電路連接有FPGA，且FPGA連接計算機，此電源通過計算機的控制系統與FPGA的使用對電源控制器編程，可單獨的控制每個鎢加熱環的溫度，便于調節，節約電能，溫度控制穩定，質量精度高。

技術領域

本發明涉及人工生產碳化硅技術領域，具體為一種碳化硅晶體電阻法生長用電源及其方法。

背景技術

碳化硅是剛玉寶石中除紅寶石之外，其它顏色剛玉寶石的通稱，主要成分是氧化鋁，藍色的碳化硅，是由于其中混有少量鈦和鐵雜質所致，工業用碳化硅是軍用車輛用作透明裝甲的材料，除鉆石以外，碳化硅的硬度強于其他任何天然材料，碳化硅對于工業用處非常大，由于天然碳化硅非常稀少，逐漸發展人工生長，碳化硅晶體生長的過程希望供電非常穩定和適配，現有技術中的晶體生長用鎢發熱體是一個整體，在晶體生長的高度很高時，都加熱到高溫無此必要，只有晶體生長位置需要高溫，其他位置，尤其是遠離位置不需要，反而還降低各種設備的壽命，也浪費能源，為此，我們提出一種碳化硅晶體電阻法生長用電源及其方法。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的應對節能和適應梯度溫度場能力不足，通過分離式的電源和鎢加熱環的集成，本申請給出了一種部分加熱板塊加熱不足或者不加熱，一樣可以以節約的方式解決問題，且節約能源的技術方案。而提供一種性能穩定、節能降耗的碳化硅晶體電阻法生長用電源及其方法，包括外殼、生長倉和傳動倉，所述外殼內部設有生長倉和傳動倉，所述生長倉內壁固定有隔熱層，且隔熱層內壁等距安裝有若干鎢加熱環，所述外殼外側安裝有若干電源控制器，且電源控制器與鎢加熱環分別對應電路連接，所述電源控制器集成電路連接有FPGA，且FPGA電路連接有計算機。

作為優選，所述外殼頂部位于生長倉內固定有吊桿，且吊桿底端固定有籽晶。

作為優選，所述生長倉內位于籽晶外側設有圓形坩堝，且圓形坩堝底部固定有托板，所述托板底面固定連接有螺紋套筒，且螺紋套筒底端穿過隔熱層置于傳動倉內部，所述傳動倉底部中心處轉動安裝有螺紋桿，且螺紋桿頂端與螺紋套筒嚙合連接。所述生長倉內安設有多個分布均勻的測溫探頭。所述電源控制器通過電控的滑動變阻器控制施加于對應的鎢加熱環的實際電壓負載值。

作為優選，所述螺紋桿底端外側套設有從動錐齒輪，所述傳動倉底部安裝有轉動電機，且轉動電機輸出端安裝有主動錐齒輪，所述主動錐齒輪與從動錐齒輪嚙合連接。

作為優選，所述螺紋套筒底端固定有導向板，所述傳動倉內位于螺紋桿兩側對稱固定有滑桿，且滑桿滑動穿過導向板。

作為優選，所述螺紋套筒、托板和吊桿均采用鎢合金制成。

作為優選，所述隔熱層為氧化鋯磚制成。

作為優選，所述主動錐齒輪與從動錐齒輪傳動比為五比一。

一種碳化硅晶體電阻法生長用電源的配合長晶方法，根據所述的一種碳化硅晶體電阻法生長用電源以實施，其特征在于：包括如下步驟：

1)準備步驟：根據晶體生長需要預設電源控制計劃，根據預設的晶體生長速率，每階段溫度要求，設定出隨著時間推移每個電源控制器的功率輸出值，形成預設電源控制計劃，通過計算機的控制系統與FPGA的使用對電源控制器編程，可單獨的控制電控滑動變阻器，間接調節每個鎢加熱環的溫度；

2)演習步驟：在不實際引晶的情況下，模擬引晶過程，在圓形坩堝和托板上升的過程中按照預設電源控制計劃予以加熱，用預先安裝的多個測溫探頭測定生長倉的各處溫度是否符合預期，如果各處溫度曲線偏離預期曲線的回歸系數R均小于0.95，則進入步驟(3)，否則回到步驟(1)，重新調整預設電源控制計劃。