[發明專利]一種長晶過程中監控固液界面溫度系統及微控方法

有效

• 申請號: 202210382675.1
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114808122B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 芮陽;馬吟霜;劉潔;王忠保
• 申請（專利權）人: 杭州中欣晶圓半導體股份有限公司;寧夏中欣晶圓半導體科技有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B11/00
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務所(普通合伙) 33266
• 代理人: 沈相權

1.一種長晶過程中監控固液界面溫度系統，包括機體(1)，所述機體(1)的側面轉動安裝有旋轉門(2)，其特征在于：所述機體(1)的內側下方固定安裝有限位底座(3)，所述限位底座(3)的內部固定安裝有坩堝(4)，所述坩堝(4)的頂面設置有溫度檢測組件，所述限位底座(3)的內部固定安裝有加熱組件；

所述溫度檢測組件包含有探測軸桿(6)，所述探測軸桿(6)的外側滑動套接有限位軸套(7)，所述限位軸套(7)的側面固定安裝有定位桿(701)、且通過兩個定位桿(701)固定安裝有定位板(702)，兩個所述定位板(702)的兩側均設置有定位栓(703)、且通過定位栓(703)固定安裝在機體(1)的內側，所述機體(1)的內側頂面固定安裝有氣缸(5)，所述氣缸(5)的一端設置有調節組件、且通過調節組件與探測軸桿(6)的一端轉動連接，所述探測軸桿(6)的另一端對稱開設有兩個限位滑槽(601)，兩個所述限位滑槽(601)的內部均滑動安裝有探測板(8)，兩個所述探測板(8)的端部與對應的限位滑槽(601)的內壁之間均固定安裝有彈簧體(802)，兩個所述探測板(8)的另一端均固定安裝有下壓板(801)；

所述溫度檢測組件還包含有溫度采集模塊(403)，所述坩堝(4)的內壁四周均對稱開設有若干個限位槽(402)，所述溫度采集模塊(403)有若干個、且分別滑動安裝在其內部，若干個所述溫度采集模塊(403)的安裝位置分別與探測板(8)端部固定安裝的下壓板(801)相互對應；

所述坩堝(4)的頂面固定安裝有銜接環(401)，所述銜接環(401)的內側與若干個溫度采集模塊(403)頂面之間均固定安裝有復位彈簧(404)，若干個所述復位彈簧(404)分別位于對應的限位槽(402)內部；

所述調節組件包含有調節軸套(9)，所述調節軸套(9)的端部固定套接在氣缸(5)的端部，所述調節軸套(9)的另一端開設有環形槽、且通過環形槽轉動安裝有內軸套(10)，所述內軸套(10)的另一端與探測軸桿(6)的端部固定連接；

所述調節組件還包含有驅動電機，所述驅動電機固定安裝在機體(1)的外側，所述驅動電機的端部固定套接有傳動軸套(1003)，所述傳動軸套(1003)與內軸套(10)之間轉動連接有調節履帶(1002)、且通過調節履帶(1002)相互傳動；

所述內軸套(10)的端部固定安裝有限位內環(1001)，所述內軸套(10)通過限位內環(1001)與環形槽的配合與調節軸套(9)轉動連接；

所述探測軸桿(6)滑動安裝在外側的限位軸套(7)內部、且通過端部調節組件設置與限位軸套(7)轉動連接；

兩個所述下壓板(801)與對應的探測板(8)之間始終保持垂直，兩個所述下壓板(801)之間相互對稱；

所述加熱組件包含有加熱模塊(301)，所述加熱模塊(301)有若干個，若干個所述加熱模塊(301)分別對稱安裝在限位底座(3)的內部。

2.根據權利要求1所述的一種長晶過程中監控固液界面溫度系統的微控方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1、原料混合：將原料混合后統一放入坩堝(4)內部，通過處理器模塊控制溫度調節模塊運行，使其通過調節控制器以及溫度信息接收模塊控制若干個加熱模塊(301)運行對坩堝(4)進行加熱，直至原料熔融形成液態；

S2、晶體凝結：當原料形成液態后，通過機體(1)內部的冷卻組件運行，使得坩堝(4)底部開始冷卻，液體從坩堝(4)的底部向上凝結形成固態晶體，凝固的過程中固液界面生成；

S3、溫度監測：通過氣缸(5)的運行，使其帶動端部的調節軸套(9)以及探測軸桿(6)向下移動，移動的同時將外側的調節履帶(1002)拉伸，當探測軸桿(6)帶動兩側的探測板(8)下移時，會使得底部兩側的下壓板(801)首先與坩堝(4)內部滑動安裝的兩個溫度采集模塊(403)接觸，使得兩側的溫度采集模塊(403)向下移動直至到達固液界面，兩側的探測板(8)能夠通過固體的阻力向上推動端部的彈簧體(802)的同時在限位滑槽(601)的內部滑動，這時通過兩側的溫度采集模塊(403)對固液界面溫度進行測量，并將測量的溫度通過溫度信息接收模塊以及信息傳輸模塊輸送至溫度監控模塊進行顯示，而后通過氣缸(5)帶動兩側的探測板(8)復位，兩側的溫度采集模塊(403)通過端部的復位彈簧(404)復位，得到一次測量值，然后調節組件運行，通過驅動電機的運行，使其通過端部的傳動軸套(1003)以及傳動軸套(1003)外側的調節履帶(1002)的配合，帶動內軸套(10)轉動，使得內軸套(10)通過限位內環(1001)轉動的同時帶動端部固定套接的探測軸桿(6)轉動，使其帶動端部的兩個探測板(8)以及下壓板(801)進行轉動，調節完成后通過氣缸(5)運行進行第二次測量，步驟與第一次相同，由對應的溫度采集模塊(403)測得的第二次數據、并通過溫度信息接收模塊以及信息傳輸模塊輸送至溫度監控模塊進行顯示；

S4、溫度調控：當若干次測量的溫度數據低于設定值時，通過處理器模塊控制溫度調節模塊運行，使其通過調節控制器以及溫度信息接收模塊控制若干個加熱模塊(301)運行，直至固液界面溫度達到設定值，當若干次測量的溫度數據高于設定值時，通過處理器模塊控制溫度調節模塊運行，使其通過調節控制器以及溫度信息接收模塊控制若干個加熱模塊(301)降低功率，直至溫度達到設定值。