[實用新型]半導體設備及其加熱裝置

有效

• 申請號: 202220420244.5
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN217183509U
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 王建
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H05B6/44
• 分類號: H05B6/44;H05B6/10;C30B29/36;C30B23/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;王婷

本實用新型提供一種半導體設備及其加熱裝置，加熱裝置包括至少一對線圈組件，線圈組件包括線圈、上支撐板、下支撐板、固定結構、多個線圈固定板和多個線圈固定件，固定結構與兩支撐板固定連接，多個線圈固定板和線圈固定件均繞線圈的軸線周向設置，線圈固定板的兩端與兩支撐板固定連接；每對中上方的線圈組件中的下支撐板及下方的線圈組件中的上支撐板均具有避讓結構，線圈的至少一匝穿過對應的避讓結構位于線圈空間外，線圈固定板與線圈在線圈空間內的每匝固定連接，線圈固定件與線圈在線圈空間外的每匝及線圈空間內的至少一匝固定連接，從而兩線圈組件相互靠近時上方線圈的最后一匝與下方線圈的第一匝的間離可達到匝間距，提高了溫場調節范圍。

技術領域

本實用新型涉及半導體設備領域，具體地，涉及一種加熱裝置和一種包括該加熱裝置的半導體設備。

背景技術

碳化硅(SiC)單晶具有高導熱率、高擊穿電壓、高載流子遷移率、高化學穩定性等優良的半導體物理性質，可制作成能夠在高溫、強輻射條件下工作的高頻、高功率電子器件和光電子器件，在國防、高科技、工業生產、供電、變電等領域有巨大應用價值，被看作是極具發展前景的第三代寬禁帶半導體材料。

碳化硅單晶材料的主要制備方法是物理氣相傳輸(Physical Vapor Transport，PVT)法，目前物理氣相傳輸法制備晶體的設備采用感應加熱線圈對熱場進行加熱，而單感應加熱線圈既難以保證熱場軸向溫度提高時不影響徑向溫度梯度，又難以保證徑向溫度梯度降低時軸向溫度梯度不會大幅下降，因此主流物理氣象傳輸法的加熱方式已由單感應加熱線圈向雙感應加熱線圈過渡，通過調節雙感應加熱線圈的相對位置來保證溫度場的均勻性和穩定性。

如圖1所示為現有技術中雙感應加熱線圈結構中單個線圈組件的結構示意圖，線圈組件包括線圈100、上支撐板200、下支撐板300、固定結構400和多個線圈固定板500，其中固定結構400和上支撐板 200、下支撐板300共同組成線圈組件的支撐框架，線圈固定板500的兩端分別與上支撐板200和下支撐板300固定連接，多個線圈固定板500環繞設置，且每個線圈固定板500均與線圈100每匝經過該線圈固定板500的部位固定連接，從而連接支撐起線圈100，將線圈100 保持在上支撐板200與下支撐板300之間的位置。

如圖2所示，雙感應加熱線圈結構由兩個結構尺寸完全相同的線圈組件沿工藝腔室10(石英管)的軸線上下分布組成，如圖2所示，位于上下兩側的線圈組件可分別獨立沿工藝腔室10的軸線上下往復運動，即，兩線圈組件之間的距離可在一定范圍內進行調節。

在雙感應加熱線圈加熱方案中線圈組件間距是調整熱場溫度梯度的關鍵因素，然而，現有方案中通過減小線圈組件之間的間距來調整溫度梯度的過程受到了機械結構的限制。具體地，如圖3所示，為避免兩線圈組件之間發生碰撞，位于上方的線圈組件的下支撐板300 與位于下方的線圈組件的上支撐板200之間需保持較大的安全距離，而由于各線圈100均位于對應的上支撐板200與下支撐板300之間，因此位于上方的線圈100由上至下的最后一匝(以下以第n匝指代) 與位于下方的線圈100由上至下的第一匝(以下以第1匝指代)之間的最小距離L1更加難以縮小到匝間距L，無法對溫度場進行進一步調節。

因此，如何設計雙線圈組件結構，使兩線圈之間的相對位置不受機械結構限制，成為本領域亟待解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種加熱裝置和一種包括該加熱裝置的半導體設備，該加熱裝置的上下兩線圈之間的最小距離不受支撐板等機械結構的限制，能夠提高工藝腔室溫場的調節范圍。