CN114990691B - 一种外延反应加热控制方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种外延反应加热控制方法、系统、电子设备及存储介质，外延反应加热控制方法用于外延反应设备，包括以下步骤：输出最大加热功率信息以使外延反应设备的外延腔迅速升温至预设的第一温度信息；根据第一温度信息、预设的第二温度信息以及第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线；根据加热功率曲线调节并输出加热功率信息以使外延腔逐渐升温，直至加热功率信息下降至起始加热功率信息；对外延腔进行PID控制加热使外延腔升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度，本申请通过上述方法使外延腔在加热过程中不会因为加热功率突变而导致温度产生波动，从而提高加热效率及加热稳定性。

Description

一种外延反应加热控制方法、系统、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种外延反应加热控制方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
在外延生长过程中SiC外延设备需要通过加热装置对外延腔进行加热，其加热时间及加热温度等工艺参数的设定以及外延设备中温场的稳定性和均匀性是影响衬底成膜质量的关键因素，在衬底生长过程中，外延腔最高需要加热到1700℃，同时要求恒温区内温度精度误差不大于1℃，为提高生长效率，需要使温度快速上升。
现有的加热方式选择使用升温快，加热温度范围大的感应加热方式进行加热，而由于感应加热升温较快，且具有温度迟滞的问题，会导致整个温控系统的非线性较强，稳定性差，在一些实施方案中，外延加热包括多个加热阶段，通常以外延腔内的温度是否达到下一阶段的预设起始温度作为是否进入下一阶段的判断依据，而由于感应加热具有温度迟滞的特性，当外延腔内的温度达到下一阶段的预设加热温度时，外延腔内的温度还保持上一阶段的变化趋势，从而使外延腔内的温度与理想温度范围产生偏差，因此需要增加温度控制过程使外延腔内的温度调整到理想温度范围，导致控制温度的时间增加，降低外延反应的效率。
针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种外延反应加热控制方法、系统、电子设备及存储介质，旨在解决外延加热时外延腔内温度稳定性差的问题。
第一方面，本申请提供了一种外延反应加热控制方法，应用于外延反应设备，外延反应加热控制方法包括以下步骤：
输出最大加热功率信息以使外延反应设备的外延腔迅速升温至预设的第一温度信息，第一温度信息为外延腔利用最大加热功率信息加热的防止温度过冲的上限温度信息；
根据第一温度信息、预设的第二温度信息以及第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线，起始加热功率信息为外延腔进行PID控制加热时预设的PID启动功率信息；
根据加热功率曲线调节并输出加热功率信息以使外延腔逐渐升温，直至加热功率信息下降至起始加热功率信息；
对外延腔进行PID控制加热使外延腔升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度。
本申请通过根据第一温度信息、第二温度信息以及第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线，并根据加热功率曲线对外延腔进行加热升温，使外延腔在进入PID控制加热阶段时，加热功率信息恰好等于起始加热功率信息，防止在进入第三阶段时由于加热功率变化导致温度产生波动，影响加热稳定性，从而使外延腔在进入PID控制加热阶段时温度变化稳定，进而提高外延反应的效率与质量。
可选地，本申请提出的一种外延反应加热控制方法，第一温度信息为预设的外延反应温度信息的45%-60%。
本申请通过限定第一温度信息为预设的外延反应温度信息的45%-60%，防止在全功率加热下造成温度过冲，从而避免造成外延腔的加热温度调整时间过长的问题。
可选地，本申请提出的一种外延反应加热控制方法，第二温度信息为预设的外延反应温度信息的85%-90%。
本申请通过设定第二温度信息为预设的外延反应温度信息的85%-90%，使外延腔在进入PID控制加热阶段时加热至预设的外延反应温度信息的温度变化量较小，使温度能稳定达到预设的外延反应温度信息从而进一步防止温度过冲。
可选地，本申请提出的一种外延反应加热控制方法，PID控制加热过程中，PID加热功率信息为额定功率信息的0-50%。
本申请通过设定PID加热功率信息不超过额定功率信息的50%，使温度平缓加热到预设的外延反应温度信息，从而防止外延腔在进行PID控制加热时由于功率过大导致温度过冲。
可选地，本申请提出的一种外延反应加热控制方法，根据第一温度信息、预设的第二温度信息以及第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线的步骤包括：
根据预设的曲线类型生成由最大加热功率信息变化至起始加热功率信息的起始曲线；
根据第一温度信息和第二温度信息设定起始曲线的时间坐标轴以生成加热功率曲线。
本申请根据最大加热功率信息、起始加热功率信息、第一温度信息以及第二温度信息生成加热功率曲线，使外延腔在进入PID控制加热阶段时的加热功率信息与起始加热功率信息相等，且此时的温度信息与第二温度信息相差不大。
可选地，本申请提出的一种外延反应加热控制方法，对外延腔进行PID控制加热使外延腔升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度的步骤包括：
在外延腔内的温度信息小于预设的外延反应温度信息时，提高加热功率使外延腔内的温度信息调节至与预设的外延反应温度信息相等；
在外延腔内的温度信息大于预设的外延反应温度信息时，降低加热功率使外延腔内的温度信息调节至与预设的外延反应温度信息相等。
本申请通过设置PID控制加热阶段，使外延腔内的温度逐渐加热到预设的外延反应温度信息所对应的温度，并保持稳定。
本申请提供的一种外延反应加热控制方法，通过三个阶段的加热使外延腔的温度加热到预设的外延反应温度信息所对应的温度，其中在第一加热阶段中，输出最大加热功率信息使外延腔迅速升温至第一温度信息，在第二加热阶段中，根据第一温度信息，预设的第二温度信息及PID控制加热阶段的起始加热功率信息生成加热功率曲线，使外延腔在进入第三加热阶段PID控制加热阶段时，加热功率信息与起始加热功率信息相等，且外延腔的温度信息与预设的第二温度信息接近，防止在进入第三阶段时由于加热功率变化导致温度产生波动，影响加热稳定性，最后在PID控制加热阶段将外延腔内的温度提升到预设的外延反应温度信息所对应的温度，通过上述控制方法，可防止因外延腔加热出现温度过冲导致温度调节时间加长的问题发生，从而提高外延腔加热时外延腔内的温度稳定性。
第二方面，本申请提供了一种外延反应加热控制系统，用于对外延腔进行加热升温，外延反应加热控制系统包括：
冷却装置，用于对外延腔进行降温冷却；
加热装置，用于加热外延腔；
外延反应加热控制系统还包括：
控制器，控制器用于输出最大加热功率信息以使外延反应设备的外延腔迅速升温至预设的第一温度信息，第一温度信息为外延腔利用最大加热功率信息加热的防止温度过冲的上限温度信息；
控制器还用于根据第一温度信息、预设的第二温度信息以及第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线，起始加热功率信息为外延腔进行PID控制加热时预设的PID启动功率信息；
控制器还用于根据加热功率曲线调节并输出加热功率信息以使外延腔逐渐升温，直至加热功率信息下降至起始加热功率信息；
控制器还用于对外延腔进行PID控制加热使外延腔升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度。
本申请通过对外延腔进行三个阶段的加热使外延腔的温度加热到预设的外延反应温度信息所对应的温度，其中在第一加热阶段中，加热装置输出最大加热功率信息使外延腔迅速升温至第一温度信息所对应的温度，在第二加热阶段中，控制器根据第一温度信息，预设的第二温度信息及PID控制加热阶段的起始加热功率信息生成加热功率曲线，使外延腔在进入第三加热阶段PID控制加热阶段时，加热功率信息与起始加热功率信息相同，且外延腔的温度信息与预设的第二温度信息接近，防止在进入第三阶段时由于加热功率变化导致温度产生波动，影响加热稳定性，最后在PID控制加热阶段将外延腔内的温度提升到预设的外延反应温度信息所对应的温度，在外延生长工艺结束后通过冷却装置对外延腔进行降温冷却，通过上述控制方法，可防止因外延腔加热出现温度过冲导致温度调节时间加长的问题发生，从而提高外延腔加热时外延腔内的温度稳定性。
可选地，本申请提出的一种外延反应加热控制系统，加热装置为缠绕在外延腔外的感应线圈，感应线圈为空心结构，用于通入冷却水。
本申请通过设置感应线圈为空心结构，并可向空心区域内通入冷却水，以防止感应线圈在加热时温度过高影响加热效果，从而降低外延腔的加热效率。
第三方面，本申请提供的一种电子设备，包括处理器以及存储器，存储器存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由处理器执行时，运行如上述第一方面提供的一种外延反应加热控制方法中的步骤：。
第四方面，本申请提供的一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，运行如上述第一方面提供的一种外延反应加热控制方法中的步骤。
由上可知，本申请提供的一种外延反应加热控制方法、系统、电子设备及存储介质，通过对外延腔进行三个阶段的加热使外延腔的温度加热到预设的外延反应温度信息所对应的温度，其中在第一加热阶段中，加热装置输出最大加热功率信息使外延腔迅速升温至第一温度信息对应温度，在第二加热阶段中，控制器根据第一温度信息，预设的第二温度信息及PID控制加热阶段的起始加热功率信息生成加热功率曲线，使外延腔在进入第三加热阶段PID控制加热阶段时，加热功率信息与起始加热功率信息相同，且外延腔的温度信息与预设的第二温度信息接近，防止在进入第三阶段时由于加热功率变化导致温度产生波动，影响加热稳定性，最后在PID控制加热阶段将外延腔内的温度提升到预设的外延反应温度信息所对应温度，在外延生长工艺结束后通过冷却装置对外延腔进行降温冷却，通过上述控制方法，可防止因外延腔加热出现温度过冲导致温度调节时间加长的问题发生，从而提高外延腔加热时外延腔内的温度稳定性。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种外延反应加热控制方法的步骤流程图。
图2为本申请实施例提供的一种外延反应加热控制方法中步骤S200的步骤流程图。
图3为本申请实施例提供的一种外延反应加热控制方法中步骤S400的步骤流程图。
图4为本申请实施例提供的一种外延反应加热控制系统的结构示意图。
图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
标号说明：1、外延腔；100、冷却装置；200、加热装置；300、控制器；91、处理器；92、存储器；93、通信总线。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在一般情况下，外延腔1加热选择使用升温快，加热温度范围大的感应加热方式进行加热，而由于感应加热升温较快，且具有温度迟滞的问题，会导致整个温控系统的非线性较强，稳定性差，严重影响工艺的质量，且不利于工艺的重复性。
第一方面，参照图1，图1为本申请实施例提供的一种外延反应加热控制方法的步骤流程图，图1所示的一种外延反应加热控制方法，应用于外延反应设备，外延反应加热控制方法包括以下步骤：
S100、输出最大加热功率信息以使外延反应设备的外延腔1迅速升温至预设的第一温度信息，第一温度信息为外延腔1利用最大加热功率信息加热的防止温度过冲的上限温度信息；
S200、根据第一温度信息、预设的第二温度信息以及第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线，起始加热功率信息为外延腔1进行PID控制加热时预设的PID启动功率信息；
S300、根据加热功率曲线调节并输出加热功率信息以使外延腔1逐渐升温，直至加热功率信息下降至起始加热功率信息；
S400、对外延腔1进行PID控制加热使外延腔1升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度。
本申请实施例提出的一种外延反应加热控制方法，通过根据第一温度信息、第二温度信息以及第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线，并根据加热功率曲线对外延腔1进行加热升温，使外延腔1在进入PID控制加热阶段时，加热功率信息恰好等于起始加热功率信息，防止在进入第三阶段时由于加热功率变化导致温度产生波动，影响加热稳定性，从而使外延腔1在进入PID控制加热阶段时温度变化稳定，进而提高外延反应的效率与质量。
一般地，在外延生长工艺中，需要将外延腔1加热至较高的温度后进行反应，例如在SiC外延腔1中，外延工艺时，外延腔温度最高达1700℃，且在恒温区域中，外延腔1内的温度精度误差不能大于1℃。
在现有技术中，一般使用感应加热的方法对外延腔1进行加热，使外延腔1迅速升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度，然而感应加热具有时滞性，即当外延腔1温度达到设定温度后由于加热功率信息过大导致外延腔1温度将进一步增大，需要对外延腔1进行降温使外延腔1温度稳定在预设的外延反应温度信息后方可进行外延生长工艺，因此调节外延腔1温度的时间较长，且难以稳定控制外延腔1内的温度。
具体地，在本申请中，外延腔1的加热分为三个阶段，第一阶段为全速加热阶段，在第一阶段中，加热装置200输出最大加热功率信息使外延腔1内的温度以最快速度上升至第一温度信息，第一温度信息为第一阶段结束时的温度值，也为第二阶段开始时的温度值，第二阶段为变速加热阶段，根据第一温度信息、预设的第二温度信息以及预设的进入第三阶段时的功率信息（即起始加热功率信息）生成加热功率曲线，加热装置200根据该加热功率曲线对外延腔1进行加热，从而使加热装置200以预设的起始加热功率信息进入第三阶段，且在进入第三阶段时，由于加热功率曲线为根据第一温度信息、预设的第二温度信息以及PID控制加热阶段的起始加热功率信息生成，则在第二阶段结束时，当前加热功率信息必然为PID控制加热阶段的起始加热功率信息，且此时外延腔1内的温度信息与第二温度信息大致相等，即使存在一定误差，该误差也在PID调节误差范围内，第三阶段为PID控制加热阶段，在PID控制加热阶段中，根据预设的外延反应温度信息控制加热装置200的加热功率信息，使外延腔1的温度从预设的第二温度信息逐渐提升到预设的外延反应温度信息，并保持在此温度下进行外延生长工艺，本方案通过设置第二阶段的功率曲线，使加热功率可平滑稳定地从第二阶段过渡到第三阶段而无需变换功率，从而防止外延腔内的温度由于功率突变而产生波动。
具体地，在第二阶段中，加热功率信息逐渐降低至PID控制加热阶段的起始加热功率信息，使外延加热工艺从第二阶段平滑过渡到第三阶段，而不会因为功率相差较大而导致温度波动。
具体地，加热功率曲线为功率关于时间的变化曲线，即加热装置按时间顺序控制加热功率信息的变化而对外延腔进行加热。
在一些优选的实施方式中，第一温度信息为预设的外延反应温度信息的45%-60%。
具体的，第一温度信息为预设信息，在第一阶段中，由于加热装置200为输出最大功率进行加热，且由于此时外延腔1内的温度较低，则在第一阶段中外延腔1内升温迅速，若第一温度信息设置较高，则当外延腔1内温度达到第一温度时，由于温度时滞性，外延腔1内温度还将进一步升高，从而在进入第二阶段时需要对外延腔1内温度进行调整，导致外延腔1加热时间增加，且外延腔1内的温度稳定性差，在调整温度的过程中容易造成波动，因此在本实施例中，为了使外延腔1内的温度稳定上升，防止在第一阶段中温度上升得太高导致温度波动大，难以控制，设定第一温度信息的范围为预设的外延反应温度信息的45%-60%，具体地，若该外延腔1为SiC外延腔，则第一温度信息的设定范围为800℃-1000℃，即在第一阶段中，加热装置200输出最大加热功率信息使外延腔1迅速升温至800℃-1000℃，完成第一阶段的加热。
具体地，由于在第一阶段中，起始温度较低，需要将外延腔1内温度从低温加热至较高温度，即第一阶段的升温占外延腔1加热时长的大部分，因此为提高升温效率，减少升温时长，在本实施例中，设定加热装置200在第一阶段中的加热功率信息为额定功率信息的100%，即输出最大功率进行加热，使外延腔1能在最短时间内升温至第一温度信息，从而减少升温时长，提高升温效率。
在一些优选的实施方式中，第二温度信息为预设的外延反应温度信息的85%-90%。
具体地，第二温度信息为预设信息，在第二阶段中，需要将外延腔1内温度从第一温度信息加热至第二温度信息，具体地，为保证最终达到预设的外延反应温度信息时，外延腔1内温度稳定，需要使第三阶段中外延腔1内的温度变化量较小，因此，需要设定在进入第三阶段（第二阶段结束）时的第二温度信息为预设的外延反应温度信息的85%-90%，具体地，若该外延腔1为SiC外延腔，则第二温度信息的设定范围为1445℃-1530℃。
具体地，第二温度信息根据第一温度信息进行设定，为防止第二阶段中温度的变化量较大导致温度控制不稳定，当第一温度信息较小时，第二温度信息也应较小，当第一温度信息较大时，第二温度信息也应较大，具体地，在一些实施例中，若该外延腔1为SiC外延腔1，则当第一温度信息为850℃时，第二温度信息设置为1450℃，在另一些实施例中，当第一温度信息为950℃时，第二温度信息设置为1500℃，根据第一温度信息设置第二温度信息，使第二阶段中温度的变化量较小，从而使温度控制更稳定。
在一些优选的实施方式中，PID控制加热过程中，PID加热功率信息为额定功率信息的0-50%。
具体地，由于感应加热具有温度迟滞的特性，外延腔1内的温度在达到预期温度时将继续升温，导致外延腔1内的温度与预期温度存在偏差，若加热功率偏大，则外延腔1内的升温较快，达到预期温度后，外延腔1内的温度信息将继续上升，导致此时外延腔1内的温度信息与预期温度信息偏差较大，从而需消耗更多时间对温度进行调整，为减少外延腔1内的温度信息与预期温度信息的偏差，以减少温度调整的时间，在本实施例中，设置PID加热功率信息为额定功率信息的0-50%，加热装置200不会以超出额定功率信息的50%的PID加热功率信息进行加热，从而保证外延腔1内的温度能平缓上升至预设的外延反应温度信息，有效减少温度调整的时间，从而提高温度控制效率。
在一些优选的实施方式中，参照图2，图2为步骤S200的步骤流程图，步骤S200包括：
S210、根据预设的曲线类型生成由最大加热功率信息变化至起始加热功率信息的起始曲线；
S220、根据第一温度信息和第二温度信息设定起始曲线的时间坐标轴以生成加热功率曲线。
具体地，起始曲线为根据第一阶段时的最大加热功率信息以及第二温度信息对应的起始加热功率信息生成的曲线，起始曲线仅代表加热装置200从最大加热功率信息逐渐降低至起始加热功率信息，从而进入第三阶段的PID控制加热阶段。
可选地，步骤S210中，曲线类型可为倾斜直线、抛物线和下弯的曲线等类型，优选地，在本实施例中，曲线类型选用下弯的曲线，在曲线终点处，终点斜率为0，使加热功率可平滑进入第三阶段，而不会因加热功率突变产生温度波动。
具体地，在步骤S210中，仅生成了由第一阶段时的最大加热功率信息变化到第二温度信息对应的起始加热功率信息的变化曲线，而无法保证在进入第三阶段时，外延腔1内的温度信息与第二温度信息相等，因此在本实施例中，还需要根据第一温度信息以及第二温度信息对起始曲线进行进一步调整，使加热装置200输出的加热功率信息降低至起始加热功率信息时，外延腔1内的温度信息等于第二温度信息，具体地，在步骤S220中，基于起始曲线逐渐增大其覆盖的时间坐标轴，根据代表功率的起始曲线进行积分换算对应于起始加热功率信息对应的终点温度，在终点温度等于第二温度信息时，固定时间坐标轴，由此即可得到加热功率曲线，使得在进入第三阶段时，既保证加热功率信息与起始加热功率信息相等，又能保证此时外延腔1内的温度信息与第二温度信息大致相等。
在一些优选的实施方式中，参照图3，图3为步骤S400的步骤流程图，步骤S400包括：
在外延腔1内的温度信息小于预设的外延反应温度信息时，提高加热功率使外延腔1内的温度信息调节至与预设的外延反应温度信息相等；
在外延腔1内的温度信息大于预设的外延反应温度信息时，降低加热功率使外延腔1内的温度信息调节至与预设的外延反应温度信息相等。
具体地，第三阶段为PID控制加热阶段，在第三阶段中，需要提前设置预设的外延反应温度信息，预设的外延反应温度信息为可进行外延反应的最优温度信息，即当外延腔内的温度信息与预设的外延反应温度信息相等时，可进行外延反应，且在该温度下进行外延反应得到的产物质量较好，该预设的外延反应温度信息根据不同的反应材料以及不同的反应条件进行调整，如在进行SiC外延反应中，预设的外延反应温度信息为1700℃，通过判断外延腔1内的温度信息以及预设的外延反应温度信息控制加热装置200的加热功率，使外延腔内的温度最终稳定在预设的外延反应温度信息，具体地，在SiC外延反应中，当外延腔1内的温度信息小于1700℃时，提高加热装置200的加热功率，使外延腔1内的温度升温到1700℃，当外延腔1内的温度信息大于预设的外延反应温度信息时，降低加热装置200的加热功率，使外延腔1内的温度调节至预设的外延反应温度信息，并保持相等。
进一步地，加热功率的变化程度可根据外延腔1内的温度信息与预设的外延反应温度信息的温差进行调整，具体地，当外延腔1内的温度信息与预设的外延反应温度信息温差较大时，加热功率增大或降低的程度较大，当外延腔1内的温度信息与预设的外延反应温度信息的温差较小时，加热功率增大或降低的程度较小，在第三阶段中，监测装置实时获取外延腔1内的温度信息，并与预设的外延反应温度信息进行对比得到实时的温差信息，加热装置200根据实时的温差信息对加热功率信进行实时调整，使外延腔1内的温度越接近预设的外延反应温度信息，加热功率的变化程度越小，最终使外延腔1内的温度能够平稳保持在预设的外延反应温度信息。
本申请提供的一种外延反应加热控制方法，通过三个阶段的加热使外延腔1的温度加热到预设的外延反应温度信息所对应的温度，其中在第一加热阶段中，输出最大加热功率信息使外延腔1迅速升温至第一温度信息，在第二加热阶段中，根据第一温度信息，预设的第二温度信息及PID控制加热阶段的起始加热功率信息生成加热功率曲线，使外延腔1在进入第三加热阶段PID控制加热阶段时，加热功率信息与起始加热功率信息相等，且外延腔1的温度信息与预设的第二温度信息接近，防止在进入第三阶段时由于加热功率变化导致温度产生波动，影响加热稳定性，最后在PID控制加热阶段将外延腔1内的温度提升到预设的外延反应温度信息所对应的温度，通过上述控制方法，可防止因外延腔1加热出现温度过冲导致温度调节时间加长的问题发生，从而提高外延腔1加热时外延腔1内的温度稳定性。
第二方面，参照图4，图4为本实施例提供的一种外延反应加热控制系统，图4所示的外延反应加热控制系统，用于对外延腔1进行加热升温，外延反应加热控制系统包括：
冷却装置100，用于对外延腔1进行降温冷却；
加热装置200，用于加热外延腔1；
外延反应加热控制系统还包括：
控制器300，控制器300用于输出最大加热功率信息以使外延反应设备的外延腔1迅速升温至预设的第一温度信息，第一温度信息为外延腔1利用最大加热功率信息加热的防止温度过冲的上限温度信息；
控制器300还用于根据第一温度信、预设的第二温度信息以及第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线图，起始加热功率信息为外延腔1进行PID控制加热时预设的PID启动功率信息；
控制器300还用于根据加热功率曲线调节并输出加热功率信息以使外延腔1逐渐升温，直至加热功率信息下降至起始加热功率信息；
控制器300还用于对外延腔1进行PID控制加热使外延腔1升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度。
本申请实施例通过对外延腔1进行三个阶段的加热使外延腔1的温度加热到预设的外延反应温度信息所对应的温度，其中在第一加热阶段中，加热装置200输出最大加热功率信息使外延腔1迅速升温至第一温度信息，在第二加热阶段中，控制器300根据第一温度信息，预设的第二温度信息及PID控制加热阶段的起始加热功率信息生成加热功率曲线，使外延腔1在进入第三加热阶段PID控制加热阶段时，加热功率信息与起始加热功率信息相等，且外延腔1的温度信息与预设的第二温度信息接近，防止在进入第三阶段时由于加热功率变化导致温度产生波动，影响加热稳定性，最后在PID控制加热阶段将外延腔1内的温度提升到预设的外延反应温度信息所对应的温度，在外延生长工艺结束后通过冷却装置100对外延腔1进行降温冷却，通过上述控制方法，可防止因外延腔1加热出现温度过冲导致温度调节时间加长的问题发生，从而提高外延腔1加热时外延腔1内的温度稳定性。
具体地，在本实施例中，冷却装置100为双层水冷石英管，冷却装置100设置在外延腔1的外壁，在对外延腔1进行加热时，朝石英管夹层中通入冷却水，以带走加热产生的热量。
具体地，在本实施例中，加热装置200为感应线圈，感应线圈缠绕在冷却装置100外，需要加热时将感应线圈通电即可使感应线圈发热产生热量，从而加热外延腔1。
具体地，感应线圈的缠绕在冷却装置100外的螺距各不相同，优选地，可对感应线圈的螺距进行微调，根据外延腔1内的温度调整感应线圈的螺距，当外延腔1内的温度相对于预期的温度较低时，可将感应线圈的螺距调小，使加热集中，提高外延腔1内的加热速度，反之，当外延腔1内的温度相对于预期的温度较高时，可将感应线圈的螺距调大，使加热分散，降低外延腔1内的加热速度，从而保证外延腔1内的温场稳定且均匀。
具体地，加热装置200为缠绕在外延腔1外的感应线圈，感应线圈为空心结构，用于通入冷却水。
具体地，在感应线圈通电加热过程中，感应线圈在经过长时间通电，温度过高，导致电阻增大，影响流经感应线圈的电流大小，从而影响感应线圈的加热效果，为保证感应线圈的加热稳定性，在本实施例中，设计感应线圈为空心结构，可向感应线圈内部通入冷却水，对感应线圈进行降温处理，保证加热稳定性。
第三方面，参照图5，图5为本申请提供的一种电子设备，包括：处理器91和存储器92，处理器91和存储器92通过通信总线93和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器92存储有处理器91可执行的计算机程序，当电子设备运行时，处理器91执行该计算机程序，以执行上述实施例的任一项可选的实现方式，以实现以下功能：输出最大加热功率信息以使外延反应设备的外延腔1迅速升温至预设的第一温度信息，第一温度信息为外延腔1利用最大加热功率信息加热的防止温度过冲的上限温度信息；根据第一温度信息、预设的第二温度信息以及第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线，起始加热功率信息为外延腔1进行PID控制加热时预设的PID启动功率信息；根据加热功率曲线调节并输出加热功率信息以使外延腔1逐渐升温，直至加热功率信息下降至起始加热功率信息；对外延腔1进行PID控制加热使外延腔1升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度。
第四方面，本申请提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器91执行时，执行上述实施例的任一项可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：输出最大加热功率信息以使外延反应设备的外延腔1迅速升温至预设的第一温度信息，第一温度信息为外延腔1利用最大加热功率信息加热的防止温度过冲的上限温度信息；根据第一温度信息、预设的第二温度信息以及第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线，起始加热功率信息为外延腔1进行PID控制加热时预设的PID启动功率信息；根据加热功率曲线调节并输出加热功率信息以使外延腔1逐渐升温，直至加热功率信息下降至起始加热功率信息；对外延腔1进行PID控制加热使外延腔1升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度。
由上可知，本申请提供的一种外延反应加热控制方法、系统、电子设备及存储介质，通过对外延腔1进行三个阶段的加热使外延腔1的温度加热到预设的外延反应温度信息所对应的温度，其中在第一加热阶段中，加热装置200输出最大加热功率信息使外延腔1迅速升温至第一温度信息，在第二加热阶段中，控制器300根据第一温度信息，预设的第二温度信息及PID控制加热阶段的起始加热功率信息生成加热功率曲线，使外延腔1在进入第三加热阶段PID控制加热阶段时，加热功率信息为起始加热功率信息，且外延腔1的温度信息与预设的第二温度信息接近，防止在进入第三阶段时由于加热功率变化导致温度产生波动，影响加热稳定性，最后在PID控制加热阶段将外延腔1内的温度提升到预设的外延反应温度信息所对应的温度，在外延生长工艺结束后通过冷却装置100对外延腔1进行降温冷却，通过上述控制方法，可防止因外延腔1加热出现温度过冲导致温度调节时间加长的问题发生，从而提高外延腔1加热时外延腔1内的温度稳定性。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
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。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外延反应加热控制方法，应用于外延反应设备，其特征在于：所述外延反应加热控制方法包括以下步骤：
输出最大加热功率信息以使所述外延反应设备的外延腔（1）迅速升温至预设的第一温度信息，所述第一温度信息为所述外延腔（1）利用最大加热功率信息加热的防止温度过冲的上限温度信息；
根据所述第一温度信息、预设的第二温度信息以及所述第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线，所述第二温度信息为所述外延腔（1）开始进行PID控制加热时的温度信息，所述起始加热功率信息为所述外延腔（1）进行所述PID控制加热时预设的PID启动功率信息；
根据所述加热功率曲线调节并输出加热功率信息以使所述外延腔（1）逐渐升温，直至加热功率信息下降至所述起始加热功率信息；
对所述外延腔（1）进行所述PID控制加热使所述外延腔（1）升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度。
2.根据权利要求1所述的外延反应加热控制方法，其特征在于，所述第一温度信息为所述预设的外延反应温度信息的45%-60%。
3.根据权利要求1所述的外延反应加热控制方法，其特征在于，所述第二温度信息为所述预设的外延反应温度信息的85%-90%。
4.根据权利要求1所述的外延反应加热控制方法，其特征在于，所述PID控制加热过程中，PID加热功率信息为额定功率信息的0-50%。
5.根据权利要求1所述的外延反应加热控制方法，其特征在于，所述根据所述第一温度信息、预设的第二温度信息以及所述第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线的步骤包括：
根据预设的曲线类型生成由所述最大加热功率信息变化至所述起始加热功率信息的起始曲线；
根据所述第一温度信息和所述第二温度信息设定所述起始曲线的时间坐标轴以生成所述加热功率曲线。
6.根据权利要求1所述的外延反应加热控制方法，其特征在于，所述对所述外延腔（1）进行所述PID控制加热使所述外延腔（1）升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度的步骤包括：
在所述外延腔（1）内的温度信息小于预设的外延反应温度信息时，提高加热功率使所述外延腔（1）内的所述温度信息调节至与所述预设的外延反应温度信息相等；
在所述外延腔（1）内的所述温度信息大于所述预设的外延反应温度信息时，降低所述加热功率使所述外延腔（1）内的所述温度信息调节至与所述预设的外延反应温度信息相等。
7.一种外延反应加热控制系统，用于对外延腔（1）进行加热升温，所述外延反应加热控制系统包括：
冷却装置（100），用于对所述外延腔（1）进行降温冷却；
加热装置（200），用于加热所述外延腔（1）；
其特征在于，所述外延反应加热控制系统还包括：
控制器（300），所述控制器（300）用于输出最大加热功率信息以使外延反应设备的外延腔（1）迅速升温至预设的第一温度信息，所述第一温度信息为所述外延腔（1）利用最大加热功率信息加热的防止温度过冲的上限温度信息；
所述控制器（300）还用于根据所述第一温度信息、预设的第二温度信息以及所述第二温度信息对应的起始加热功率信息生成加热功率曲线，所述起始加热功率信息为所述外延腔（1）进行PID控制加热时预设的PID启动功率信息；
所述控制器（300）还用于根据所述加热功率曲线调节并输出加热功率信息以使所述外延腔（1）逐渐升温，直至所述加热功率信息下降至所述起始加热功率信息；
所述控制器（300）还用于对所述外延腔（1）进行所述PID控制加热使所述外延腔（1）升温至预设的外延反应温度信息所对应的温度。
8.根据权利要求7所述的外延反应加热控制系统，其特征在于，所述加热装置（200）为缠绕在所述外延腔（1）外的感应线圈，所述感应线圈为空心结构，用于通入冷却水。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器（91）以及存储器（92），所述存储器（92）存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器（91）执行时，运行如权利要求1-6任一项所述方法中的步骤。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器（91）执行时运行如权利要求1-6任一项所述方法中的步骤。
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