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Abstract

本发明涉及集成电路技术领域，且公开了一种适用于负压扩散炉的压力控制系统，包括排气管和真空泵，所述排气管和真空泵之间通过控制管连通，所述控制管的内侧壁活动连接有活动管，所述活动管和控制管之间设置有相互重合的配合孔，所述活动管的一侧设有稳压腔。该适用于负压扩散炉的压力控制系统，伴随着扩散炉内的压力变化，活动管和控制管的相对位置发生变化，进而控制排气流量自适应的调整扩散炉内压力，相比PID算法控制，响应速度更快，扩散炉内的压力更加平稳，一方面，随着压力变化自适应的调整，对压力传感器的需求度较低，另一方面，传感器设置在隔绝腐蚀性气体的腔室内，降低传感器精度对生产质量的影响。

Description

一种适用于负压扩散炉的压力控制系统
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，具体为一种适用于负压扩散炉的压力控制系统。
背景技术
扩散炉的用于对半导体晶圆进行掺杂，形成PN结，是半导体制造过程中最重要的工艺设备，随着太阳能电池向大尺寸、超薄化方向发展以及低的表面杂质浓度，负压状态下的扩散技术的优势越加明显，请参阅图1，为现有的压力控制系统，通过压力传感器感知反应腔内压力，控制器根据压力数据控制蝶阀开度或真空泵的吸力控制气流流量，进而对反应腔内的压力进行调整。
获取反应腔内压力数据，在通过PID算法控制蝶阀开度或真空泵吸力，该过程有较大的滞后性，使得反应腔内的压力仍然有一定幅度的波动，影响扩散品质，其次，由于尾气中含有较多的腐蚀性成分，长时间时候，会腐蚀传感器，造成测量精度下降，进一步影响半导体品质。
发明内容
针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种适用于负压扩散炉的压力控制系统的技术方案，具有压力自调节，调节速度快的优点，解决了背景技术提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种适用于负压扩散炉的压力控制系统，包括排气管和真空泵，所述排气管和真空泵之间通过控制管连通，所述控制管的内侧壁活动连接有活动管，所述活动管和控制管之间设置有相互重合的配合孔，所述活动管的一侧设有稳压腔，所述稳压腔内的压力保持恒定，所述稳压腔和活动管之间活动连接有移动活塞，所述稳压腔连通有补偿件。
优选的，所述活动管和稳压腔之间的配合孔为矩形，且所述活动管向排气管方向移动时，配合孔重合度降低，所述活动管向稳压腔移动时，配合孔重合度提高。
优选的，所述稳压腔内安装有压力传感器。
优选的，所述补偿件包括真空腔、连通腔和稳定塞，所述稳定塞与连通腔之间镜面设置，所述连通腔与稳压腔连通，所述真空腔设置在稳定塞的上方。
优选的，所述补偿件包括负压腔、通孔、水腔和控制孔，所述负压腔通过通孔与水腔连通，所述水腔的表面设有控制孔。
优选的，所述负压腔内安装有压力传感器。
本发明具备以下有益效果：
1、该适用于负压扩散炉的压力控制系统，伴随着扩散炉内的压力变化，活动管和控制管的相对位置发生变化，进而控制排气流量自适应的调整扩散炉内压力，相比PID算法控制，响应速度更快，扩散炉内的压力更加平稳。
2、该适用于负压扩散炉的压力控制系统，一方面，随着压力变化自适应的调整，对压力传感器的需求度较低，另一方面，传感器设置在隔绝腐蚀性气体的腔室内，降低传感器精度对生产质量的影响。
附图说明
图1为本发明中实施例一的结构示意图；
图2为本发明中活动管的结构示意图；
图3为本发明中实施例二的结构示意图；
图4为本发明实施例二中补偿件的结构示意图；
图5为本发明的整体结构示意图；
图6为现有压力控制装置的结构示意图。
图中：1、排气管；2、真空泵；3、控制管；4、活动管；5、稳压腔；6、移动活塞；7、补偿件；71、真空腔；72、连通腔；73、稳定塞；74、负压腔；75、通孔；76、水腔；77、控制孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图2-6，一种适用于负压扩散炉的压力控制系统，包括排气管1和真空泵2，排气管1和真空泵2之间通过控制管3连通，控制管3的内侧壁活动连接有活动管4，活动管4和控制管3之间设置有配合孔，控制管3和活动管4之间的相对移动改变配合孔的重合面积，进而改变通气截面大小，进而调整扩散炉内的压力大小，活动管4的一侧设有稳压腔5，稳压腔5内的压力保持恒定，稳压腔5和活动管4之间活动连接有移动活塞6当扩散炉中压力发生变化时对移动活塞6的压力同步发生变化，使移动活塞6的位置改变，进而带动活动管4移动改变，改变流动截面大小，进而改变排气管1内的气压，使移动活塞6的两端再次平衡，从而保证排气管1和扩散炉内的压力稳定，稳压腔5连通有补偿件7，补偿件7的作用时稳压腔5内气压保持稳定。
其中，活动管4和稳压腔5之间的配合孔为矩形，随着活动管4和稳压腔5的位置移动，流通截面的变化是呈线性变化的，且活动管4向排气管1方向移动时，配合孔重合度降低，降低排气流量，提高扩散炉内气压，活动管4向稳压腔5移动时，配合孔重合度提高，增加排气流量，降低扩散炉内气压。
其中，补偿件7包括真空腔71、连通腔72和稳定塞73，稳定塞73与连通腔72之间镜面设置，连通腔72与稳压腔5连通，真空腔71设置在稳定塞73的上方，在稳定塞73重力的影响下，稳定塞73上下移动使气体体积保持恒定，进而使稳压腔5内气压保持恒定。
其中，稳压腔5内安装有压力传感器，隔离了腐蚀性气体，提高传感器使用寿命。
实施例二
与实施例一不同之处在于，补偿件7包括负压腔74、通孔75、水腔76和控制孔77，负压腔74通过通孔75与水腔76连通，水腔76的表面设有控制孔77，通过水压气压相结合，降低了温度对其的影响，提高压力控制的稳定性。
其中，负压腔74内安装有压力传感器，隔离了腐蚀性气体，提高传感器使用寿命。
本发明的工作原理及使用流程：
当扩散炉中的压力发生变化时，如压力变大时，移动活塞6的左端压力变大，向右移动，使活动管4和控制管3之间的配合孔重合面积变大，排气流量增加，扩散炉内压力减少，直至移动活塞6两端压力平衡，当扩散炉压力变小时，移动活塞6向左移动，排气速度降低，扩散炉压力变大，而稳压腔5内压力保持不变，因此扩散炉内压力也保持不变。
实施例一的原理
真空腔71为真空，连通腔72对稳定塞73的压力与稳定塞73的重力相同，当稳压腔5内压力变化时，稳定塞73也会上下移动，改变气体体积，直至气体压力恢复初始大小。
实施例二的原理
移动活塞6受到的压力由水压和负压腔74内气压共同确定，初始状态下固定移动活塞6的位置，设置好负压腔74内水位高度和气压，再将水腔76内注满水，开启扩散炉，若排气管1内压力较小，移动活塞6向做移动，负压腔74内水流入稳压腔5内，水腔76外侧水位低于控制孔77，空气从控制孔77进入水腔76，水腔76水位下降，保持负压腔74的水位保持不变，因而移动活塞6左侧压力保持不变，当扩散炉压力过高时，移动活塞6向右移动，负压腔74水位上升，水腔76外侧水位也上升，高于控制孔77并从控制孔77中排出，负压腔74内水位保持不变。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种适用于负压扩散炉的压力控制系统，包括排气管(1)和真空泵(2)，其特征在于：所述排气管(1)和真空泵(2)之间通过控制管(3)连通，所述控制管(3)的内侧壁活动连接有活动管(4)，所述活动管(4)和控制管(3)之间设置有相互重合的配合孔，所述活动管(4)的一侧设有稳压腔(5)，所述稳压腔(5)内的压力保持恒定，所述稳压腔(5)和活动管(4)之间活动连接有移动活塞(6)，所述稳压腔(5)连通有补偿件(7)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于负压扩散炉的压力控制系统，其特征在于：所述活动管(4)和稳压腔(5)之间的配合孔为矩形，且所述活动管(4)向排气管(1)方向移动时，配合孔重合度降低，所述活动管(4)向稳压腔(5)移动时，配合孔重合度提高。
3.根据权利要求1所述的一种适用于负压扩散炉的压力控制系统，其特征在于：所述稳压腔(5)内安装有压力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种适用于负压扩散炉的压力控制系统，其特征在于：所述补偿件(7)包括真空腔(71)、连通腔(72)和稳定塞(73)，所述稳定塞(73)与连通腔(72)之间镜面设置，所述连通腔(72)与稳压腔(5)连通，所述真空腔(71)设置在稳定塞(73)的上方。
5.根据权利要求1所述的一种适用于负压扩散炉的压力控制系统，其特征在于：所述补偿件(7)包括负压腔(74)、通孔(75)、水腔(76)和控制孔(77)，所述负压腔(74)通过通孔(75)与水腔(76)连通，所述水腔(76)的表面设有控制孔(77)。
6.根据权利要求1所述的一种适用于负压扩散炉的压力控制系统，其特征在于：所述稳压腔(5)内安装有压力传感器。
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