本申請涉及外延設(shè)備，具體而言，涉及一種用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、外延生長工藝通過使通入反應(yīng)室的工藝氣體在外延片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方式在外延層表面形成外延層。由于在外延生長工藝中，反應(yīng)室需要持續(xù)通入工藝氣體，而通入反應(yīng)室的工藝氣體的溫度低于外延片的溫度，因此通入反應(yīng)室的工藝氣體會帶走外延片的熱量，從而導(dǎo)致外延片的溫度發(fā)生波動或難以達到目標(biāo)溫度，進而影響外延層的生長效果。

2、針對上述問題，目前尚未有有效的技術(shù)解決方案。需要說明的是，本部分中公開的以上信息僅用于理解本發(fā)明構(gòu)思的背景，因此可以包含不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)及方法，能夠有效地避免出現(xiàn)由于通入反應(yīng)室的工藝氣體會帶走外延片的熱量而導(dǎo)致外延片的溫度發(fā)生波動或難以達到目標(biāo)溫度的情況。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)，外延設(shè)備包括反應(yīng)室、加熱組件和多條進氣通道，不同的進氣通道用于輸送不同的組分氣體，用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)包括：

3、第一溫度采集組件，用于采集反應(yīng)室溫度信息；

4、每條進氣通道上均設(shè)有第二溫度采集組件、壓力采集組件和流量采集組件，第二溫度采集組件用于采集其所在的進氣通道中的組分氣體的進氣溫度信息，壓力采集組件用于采集其所在的進氣通道中的組分氣體的進氣壓力信息，流量采集組件用于采集其所在的進氣通道中的組分氣體的進氣流量信息；

5、控制器，用于獲取各條進氣通道對應(yīng)的組分氣體類型信息，并根據(jù)組分氣體類型信息和預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換關(guān)系獲取各條進氣通道中的組分氣體的自由系數(shù)信息，還用于根據(jù)進氣壓力信息、進氣流量信息和進氣溫度信息獲取各條進氣通道中的組分氣體的單位時間氣體摩爾數(shù)信息，還用于根據(jù)反應(yīng)室溫度信息、進氣溫度信息、所有自由系數(shù)信息和所有單位時間氣體摩爾數(shù)信息計算熱量總?cè)笨冢缓蠡跓崃靠側(cè)笨谡{(diào)節(jié)加熱組件的功率。

6、本申請?zhí)峁┑囊环N用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)，能夠通過先計算熱量總?cè)笨谠倩跓崃靠側(cè)笨谡{(diào)節(jié)加熱組件的功率的方式對外延片進行溫度補償，即本申請能夠使外延片的溫度穩(wěn)定在目標(biāo)溫度，因此本申請能夠有效地避免出現(xiàn)由于通入反應(yīng)室的工藝氣體會帶走外延片的熱量而導(dǎo)致外延片的溫度發(fā)生波動或難以達到目標(biāo)溫度的情況，從而有效地提高外延層的生長效果。

7、可選地，根據(jù)進氣壓力信息、進氣流量信息和進氣溫度信息獲取各條進氣通道中的組分氣體的單位時間氣體摩爾數(shù)信息的過程包括：

8、基于理想氣體方程根據(jù)進氣壓力信息、進氣流量信息和進氣溫度信息獲取各條進氣通道中的組分氣體的單位時間氣體摩爾數(shù)信息。

9、可選地，單位時間氣體摩爾數(shù)信息的計算公式如式（1）所示：

10、（1）；

11、其中，ni表示第i條進氣通道中的組分氣體的單位時間氣體摩爾數(shù)信息，pi表示第i條進氣通道中的組分氣體的進氣壓力信息，qi表示第i條進氣通道中的組分氣體的進氣流量信息，r表示理想氣體常數(shù)，t進i表示第i條進氣通道中的組分氣體的進氣溫度信息。

12、可選地，根據(jù)反應(yīng)室溫度信息、進氣溫度信息、所有自由系數(shù)信息和所有單位時間氣體摩爾數(shù)信息計算熱量總?cè)笨诘倪^程包括：

13、根據(jù)反應(yīng)室溫度信息、進氣溫度信息、自由系數(shù)信息和單位時間氣體摩爾數(shù)信息計算各條進氣通道中的組分氣體的熱量缺口；

14、將所有熱量缺口的和作為熱量總?cè)笨凇?/p>

15、可選地，熱量總?cè)笨诘挠嬎愎饺缡剑?）所示：

16、（2）；

17、其中，q總表示熱量總?cè)笨冢琺表示進氣通道的總數(shù)量，qi表示第i條進氣通道中的組分氣體的熱量缺口；

18、第i條進氣通道中的組分氣體的熱量缺口的計算公式如式（3）所示：

19、（3）；

20、ni表示第i條進氣通道中的組分氣體的單位時間氣體摩爾數(shù)信息，fi表示第i條進氣通道中的組分氣體的自由系數(shù)信息，r表示理想氣體常數(shù)，t反表示反應(yīng)室溫度信息，t進i表示第i條進氣通道中的組分氣體的進氣溫度信息。

21、可選地，基于熱量總?cè)笨谡{(diào)節(jié)加熱組件的功率的過程包括：

22、根據(jù)熱量總?cè)笨诤皖A(yù)設(shè)補償比例計算補償功率；

23、根據(jù)補償功率調(diào)節(jié)加熱組件的功率。

24、可選地，補償功率的計算公式如式（5）所示：

25、（5）；

26、其中，p表示補償功率，q總表示熱量總?cè)笨冢琣表示預(yù)設(shè)補償比例。

27、可選地，獲取各條進氣通道對應(yīng)的組分氣體類型信息的過程包括：

28、根據(jù)預(yù)設(shè)的外延工藝參數(shù)信息獲取各條進氣通道對應(yīng)的組分氣體類型信息。

29、可選地，預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換關(guān)系為關(guān)于氣體類型和自由系數(shù)信息的映射關(guān)系表。

30、第二方面，本申請還提供了一種用于外延設(shè)備的溫度補償方法，用于外延設(shè)備的溫度補償方法應(yīng)用在上述第一方面提供的用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)中，用于外延設(shè)備的溫度補償方法包括以下步驟：

31、s1、獲取各條進氣通道對應(yīng)的組分氣體類型信息，并根據(jù)組分氣體類型信息和預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換關(guān)系獲取各條進氣通道中的組分氣體的自由系數(shù)信息；

32、s2、根據(jù)進氣壓力信息、進氣流量信息和進氣溫度信息獲取各條進氣通道中的組分氣體的單位時間氣體摩爾數(shù)信息；

33、s3、根據(jù)反應(yīng)室溫度信息、進氣溫度信息、所有自由系數(shù)信息和所有單位時間氣體摩爾數(shù)信息計算熱量總?cè)笨?，然后基于熱量總?cè)笨谡{(diào)節(jié)加熱組件的功率。

34、本申請?zhí)峁┑囊环N用于外延設(shè)備的溫度補償方法，能夠通過先計算熱量總?cè)笨谠倩跓崃靠側(cè)笨谡{(diào)節(jié)加熱組件的功率的方式對外延片進行溫度補償，即本申請能夠使外延片的溫度穩(wěn)定在目標(biāo)溫度，因此本申請能夠有效地避免出現(xiàn)由于通入反應(yīng)室的工藝氣體會帶走外延片的熱量而導(dǎo)致外延片的溫度發(fā)生波動或難以達到目標(biāo)溫度的情況，從而有效地提高外延層的生長效果。

35、由上可知，本申請?zhí)峁┑囊环N用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)及方法，能夠通過先計算熱量總?cè)笨谠倩跓崃靠側(cè)笨谡{(diào)節(jié)加熱組件的功率的方式對外延片進行溫度補償，即本申請能夠使外延片的溫度穩(wěn)定在目標(biāo)溫度，因此本申請能夠有效地避免出現(xiàn)由于通入反應(yīng)室的工藝氣體會帶走外延片的熱量而導(dǎo)致外延片的溫度發(fā)生波動或難以達到目標(biāo)溫度的情況，從而有效地提高外延層的生長效果。

技術(shù)特征：

1.一種用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)，其特征在于，所述外延設(shè)備包括反應(yīng)室、加熱組件和多條進氣通道，不同的進氣通道用于輸送不同的組分氣體，所述用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述進氣壓力信息、所述進氣流量信息和所述進氣溫度信息獲取各條所述進氣通道中的組分氣體的單位時間氣體摩爾數(shù)信息的過程包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)，其特征在于，所述單位時間氣體摩爾數(shù)信息的計算公式如下式所示：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述反應(yīng)室溫度信息、所述進氣溫度信息、所有所述自由系數(shù)信息和所有所述單位時間氣體摩爾數(shù)信息計算熱量總?cè)笨诘倪^程包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)，其特征在于，所述熱量總?cè)笨诘挠嬎愎饺缦率剿荆?/p>

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)，其特征在于，所述基于所述熱量總?cè)笨谡{(diào)節(jié)所述加熱組件的功率的過程包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)，其特征在于，所述補償功率的計算公式如式（5）所示：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)，其特征在于，所述獲取各條所述進氣通道對應(yīng)的組分氣體類型信息的過程包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換關(guān)系為關(guān)于氣體類型和自由系數(shù)信息的映射關(guān)系表。

10.一種用于外延設(shè)備的溫度補償方法，其特征在于，所述用于外延設(shè)備的溫度補償方法應(yīng)用在如權(quán)利要求1-9任一項所述的用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)中，所述用于外延設(shè)備的溫度補償方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及外延設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了一種用于外延設(shè)備的溫度補償系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：第一溫度采集組件；第二溫度采集組件；壓力采集組件；流量采集組件；控制器，用于根據(jù)組分氣體類型信息和預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換關(guān)系獲取各條進氣通道的組分氣體的自由系數(shù)信息，還用于根據(jù)進氣壓力信息、進氣流量信息和進氣溫度信息獲取各條進氣通道的組分氣體的單位時間氣體摩爾數(shù)信息，還用于根據(jù)反應(yīng)室溫度信息、進氣溫度信息、所有自由系數(shù)信息和所有單位時間氣體摩爾數(shù)信息計算熱量總?cè)笨?，然后基于熱量總?cè)笨谡{(diào)節(jié)加熱組件的功率；該系統(tǒng)能夠有效地避免出現(xiàn)由于通入反應(yīng)室的工藝氣體會帶走外延片的熱量而導(dǎo)致外延片的溫度發(fā)生波動或難以達到目標(biāo)溫度的情況。

技術(shù)研發(fā)人員：高桑田,仇禮欽,唐卓睿,王鑫
受保護的技術(shù)使用者：季華實驗室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9