碳化硅晶体生长速度的控制系统及控制方法、长晶炉.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115142133A(43)申请公布日2022.10.04(21)申请号202210726104.5(22)申请日2022.06.24(71)申请人江苏集芯半导体硅材料研究院有限公司地址221000江苏省徐州市经济技术开发区软件园E1楼669室(72)发明人李兆颖吴亚娟陈俊宏周来平(51)Int.Cl.C30B29/36(2006.01)C30B23/00(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图5页(54)发明名称碳化硅晶体生长速度的控制系统及控制方法、长晶炉(57)摘要本发明公开了一种碳化硅晶体生长速度的控制系统及控制方法、长晶炉，控制系统包括气流感应装置、重量感应装置和气流调控装置，气流感应装置由多个气流感应单元件组成，气流感应单元件包括由壳体以及在壳体内部自由移动的内置件，壳体上设有多个气孔；重量感应装置用于在内置件移动的过程中感应气流感应装置的当前重量；气流调控装置与重量感应装置连接，用于根据气流感应装置的当前重量，调整气流的流动参数值，以控制碳化硅晶体的生长速度，并通过气流感应装置的重量从侧面反应出气流的流动参数值。根据本发明的控制方法，根据气流感应装置的重量来调整气流的流动参数值，从而控制晶体的生长速度。CN115142133ACN115142133A权利要求书1/2页1.一种碳化硅晶体生长速度的控制系统，包括：气流感应装置，所述气流感应装置设置于所述碳化硅粉料上，所述碳化硅粉料盛放于坩埚中，所述气流感应装置由多个气流感应单元件组成，所述气流感应单元件包括由壳体形成的容纳腔体以及设置于所述容纳腔体中的内置件，所述壳体上设有多个气孔，在长晶过程中，气流经过所述气孔通过所述容纳腔体向碳化硅籽晶方向流动，所述内置件在气流的动力作用下适于在所述容纳腔体中运动；重量感应装置，所述重量感应装置用于在所述内置件移动的过程中感应所述气流感应装置的当前重量；气流调控装置，所述气流调控装置与所述重量感应装置连接，用于根据所述气流感应装置的当前重量，调整所述气流的流动参数值，以控制碳化硅晶体的生长速度。2.根据权利要求1所述的一种碳化硅晶体生长速度的控制系统，其特征在于，所述气流感应单元件在所述气流的动力作用下适于形成：所述内置件与所述壳体靠近所述碳化硅粉料的内侧面接触的第一状态，或所述内置件悬浮于所述壳体中的第二状态，或所述内置件与所述壳体远离所述碳化硅粉料的内侧面接触的第三状态。3.根据权利要求1或2所述的一种碳化硅晶体生长速度的控制系统，所述气流感应单元件由石墨制作而成，多个所述气流感应单元件紧密地设置于所述碳化硅粉料上。4.根据权利要求3所述的一种碳化硅晶体生长速度的控制系统，其特征在于，所述气流感应装置还包括过滤载盒，所述过滤载盒上形成容置腔，所述容置腔具有相对设置的敞开口，所述气流感应单元件置于所述容置腔内，且能够在容置腔内自由活动。5.根据权要求1或2所述的一种碳化硅晶体生长速度的控制系统，其特征在于，所述气流感应装置与碳化硅粉料之间形成间隔空间。6.一种碳化硅晶体生长速度的控制方法，其特征在于，包括权利要求1‑5任一项所述的装置，具体步骤如下：重量感应装置获取气流感应装置的当前重量；将气流感应装置的当前重量与设定的第一阈值范围比较，所述第一阈值范围为第一预设数量范围的所述重量感应单元件的所述内置件悬浮于所述壳体中时，所述气流感应装置的重量范围；若所述气流感应装置的当前重量大于所述第一阈值范围，则通过气流调控装置增加气流的当前流动参数值，以增大晶体生长速度，若当前所述气流感应装置的重量小于所述第一阈值范围，则通过气流调控装置降低当前气流的流动参数值，以减小晶体生长速度。7.根据权利要求6所述的一种碳化硅晶体生长速度的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：将气流感应装置的当前重量与设定的第二阈值范围比较，所述第二阈值范围为第二预设数量范围的所述重量感应单元件的所述内置件悬浮于所述壳体中时，所述气流感应装置的重量范围，所述第二阈值范围大于所述第一阈值范围；若所述气流感应装置的当前重量小于所述第二阈值范围，则通过气流调控装置降低当前气流的流动参数值，以减小晶体生长速度。8.根据权利要求6或7所述的一种碳化硅晶体生长速度的控制方法，其特征在于，所述通过气流调控装置增加气体的当前流动参数值的方法包括：控制载气流速增大，2CN115142133A权利要求书2/2页以增大气流的流动参数值；所述通过气流调控装置降低当前气体流动参数值的方法包括：控制载气流速减小，以减小气流的流动参数值。9.根据权利要求6或7所述的一种碳化硅晶体生长速度的控制方法，其特征在于，所述通过气流调控装置增加气体的当前流动参数值的方法包括：控制长晶温度提高，以增大碳化硅粉料的升华速率，进而增大气