CN111979530A - Pecvd设备的加热系统、加热控制方法及pecvd设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PECVD设备的加热系统、加热控制方法及PECVD设备。加热系统包括炉体和半导体加热单元，炉体包括炉壳、炉体保温层、炉丝、反应管和媒介管道，半导体加热单元的热端设有热媒输出管和热媒输入管且冷端设有冷媒输出管和冷媒输入管，媒介管道设于炉丝与反应管之间，热媒输出管和热媒输入管分别与媒介管道的两端连接，冷媒输出管和冷媒输入管分别与媒介管道的两端连接。方法包括一次镀膜、主动降温、二次镀膜，利用半导体冷端冷媒主动对反应管吸热降温。设备包括预热箱和上述加热系统，预热箱内设有第一热媒管道，其两端分别与热媒输出管和热媒输入管连接。本发明采用半导体一个热源实现多种加热循环回路和多种冷却循环回路。

Description

PECVD设备的加热系统、加热控制方法及PECVD设备

技术领域

本发明涉及光伏电池片的生产设备，尤其涉及一种PECVD设备的加热系统、加热控制方法及PECVD设备。

背景技术

硅片经过制绒、扩散、刻蚀、退火、表面镀膜、背钝化、激光消融、丝印烧结等工序后成为电池片，不同电池工艺流程有所不同。表面镀膜是光伏电池生产过程中的核心工序之一，而PECVD是表面镀膜的设备，PECVD设备包括炉体柜、净化台和源柜三大部分。反应室位于炉体柜内，是进行镀膜反应的场所，通常在450℃-500℃进行。为了减少工艺时间，会在石墨舟进入反应室内之前，先进行预热，使其温度提升到200℃-250℃左右，进而减少升温时间，从而实现缩短工艺时间。另一方便石墨舟进行镀膜工艺出反应室后，需要进行冷却，现在一般是通过小风机吹风冷却，效果一般。

现有的预热通常采用红外加热灯管，红外灯管相对热功率低，能量消耗比较大，比较容易损坏寿命较短，另外红外加热灯管放置在玻璃管中，增加了预热箱体积。对于高温石墨舟自然冷却时间过长，增加风机以后可以缩短一些冷却时间，但是效果还是不够明显。对法兰加水冷后，能降低密封圈的温度延长使用寿命，炉体外壁温度较高，可能会造成炉体柜门板温度高甚至发黄，人不小心触碰容易发生烫伤，如果通过增加保温棉厚度实现炉壁低温，炉体直接将大大增加，其次可以通过对炉体进行水冷，具有一定的效果。

近些年来，兴起了半导体加热制冷的热潮。半导体加热制冷，基于帕尔帖效应，珀尔帖效应的论述很简单：当电流通过热电偶时，其中一个结点散发热而另一个结点吸收热。电流正向流过时，上部制冷，下部发热；当电流反向流过时，上部发热，下部制冷。半导体加热热端温度高，可以通过热媒传导出来，比如：导热油，冷端温度可以低至0℃甚至更低，可以通过冷媒传导出来，比如氟化物。半导体既能实现加热同时又能够实现制冷，目前在生产电池片的PECVD设备上从未使用，因此，在PECVD设备上具有应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种利用半导体的热端加热对反应管进行辅助加热，冷端制冷对反应管进行冷却，以达到工艺过程中需要降温需求，一个能源能够同时满足设备对加热和冷却的需求，能源利用率高，大大缩短了工艺时间的PECVD设备的加热系统、加热控制方法；以及利用半导体热端加热对反应管进行辅助加热，半导体冷端制冷对反应管进行冷却，同时在半导体热端在引出一个支管，对预热箱进行加热，以对预热箱内工艺前的石墨舟进行预热PECVD设备。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种PECVD设备的加热系统，包括炉体和半导体加热单元，所述炉体包括炉壳、炉体保温层、炉丝、反应管和媒介管道，所述炉体保温层套于炉壳内，所述反应管套于炉体保温层内，所述炉丝缠绕在反应管的外周，所述半导体加热单元的热端设有热媒输出管和热媒输入管且冷端设有冷媒输出管和冷媒输入管，所述媒介管道设于炉丝与反应管之间或者设于反应管内，所述热媒输出管和热媒输入管分别与媒介管道的入口和出口连接，所述冷媒输出管和冷媒输入管分别与媒介管道的入口和出口连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述热媒输出管与媒介管道的入口之间设有补热剂支管，所述冷媒输出管与媒介管道的入口之间设有补冷剂支管。

所述热媒输出管与媒介管道的入口之间设有第一热媒开关，所述冷媒输出管与媒介管道的入口之间设有第一冷媒开关；所述热媒输入管与媒介管道的出口之间设有第二热媒开关，所述冷媒输入管与媒介管道的出口之间设有第二冷媒开关。

所述炉壳的外周设有第一冷媒管道，所述第一冷媒管道的入口和出口分别与冷媒输出管和冷媒输入管连接。

所述第一冷媒管道设置多根，各第一冷媒管道沿周向呈环形布置，且各第一冷媒管道相互平行，各第一冷媒管道的入口连接一个炉体冷媒总入口，各第一冷媒管道的出口连接一个炉体冷媒总出口，所述炉体冷媒总入口低于炉体冷媒总出口。

所述炉体的两端设有密封法兰，所述密封法兰内设有环形冷媒管道，所述环形冷媒管道的入口与冷媒输出管连接，且出口与冷媒输入管连接。

一种基于上述的PECVD设备的加热系统的加热控制方法，包括以下步骤：

S1、一次升温：将冷媒输出管与媒介管道入口切断，将冷媒输入管与媒介管道出口切断，将热媒输出管与媒介管道入口接通，将热媒输入管与媒介管道出口接通，半导体加热单元热端的热媒输出管输出的热媒流经媒介管道对反应管内的石墨舟加热，同时对炉丝加热，进行第一种工艺；

S2、主动降温：将热媒输出管与媒介管道入口切断，将热媒输入管与媒介管道出口切断，停止对炉丝加热，将冷媒输出管与媒介管道的入口接通，将冷媒输入管与媒介管道出口接通，半导体加热单元冷端的冷媒输出管输出的冷媒流经媒介管道对反应管内的石墨舟冷却；

S3、二次升温：将冷媒输出管与媒介管道入口切断，将冷媒输入管与媒介管道出口切断，将热媒输出管与媒介管道入口接通，将热媒输入管与媒介管道出口接通，半导体加热单元热端的热媒输出管输出的热媒流经媒介管道对反应管内的石墨舟加热，同时对炉丝加热，进行第二种工艺。

一种PECVD设备，包括用于对石墨舟进行预热的预热箱，还包括上述的PECVD设备的加热系统，所述预热箱一端具有箱门，所述预热箱的内壁上设有第一热媒管道，所述第一热媒管道的入口与热媒输出管连接，且出口与热媒输入管连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述预热箱内壁设有多根第一热媒管道，各第一热媒管道沿内壁周向呈环形布置，且各第一热媒管道相互平行，各第一热媒管道的入口连接一个预热箱热媒总入口，各第一热媒管道的出口连接一个预热箱热媒总出口；所述预热箱包括箱体外壳和箱体保温层，各第一热媒管道嵌在箱体保温层内；所述预热箱内设有可与各第一热媒管道热交换的第一换热器。

所述PECVD设备还包括缓存架，所述缓存架的缓存位上设有第二冷媒管道，所述第二冷媒管道的入口与冷媒输出管连接且出口与冷媒输入管连接；所述第二冷媒管道的下方设有向上吹风的风机；所述缓存位上设有多根第二冷媒管道，且各第二冷媒管道相互平行，各第二冷媒管道的入口连接一个缓存位冷媒总入口，各第二冷媒管道的出口连接一个缓存位冷媒总出口；所述缓存位设有可与各第二冷媒管道热交换的第二换热器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明PECVD设备的加热系统，首次采用半导体加热制冷技术应用至光伏电池片制造领域，半导体在通电的条件下能够同时在半导体的热端进行加热和在冷端进行制冷，热端加热对反应管进行辅助加热，冷端制冷对反应管进行冷却，以达到工艺过程中需要降温需求，一个能源能够同时满足设备对加热和冷却的需求，能源利用率高，大大缩短了工艺时间。

(2)本发明PECVD设备的加热控制方法，由于石墨舟在工艺时，其上的硅片镀膜需要温度不一样，在二合一镀膜工艺中，镀一种膜后需要降低约80-200℃(不同工艺需要降低温度不一样)再进行第二种镀膜工艺，为此采用冷媒从半导体加热冷端降温后，流入炉内媒介管道内对反应管吸热降温，从而加快了反应管内的降温速度，对反应管进行主动降温，进而缩短工艺时间，现有技术采用停止加热自然降温的方法，这样降温时间相对较长。

(3)本发明PECVD设备，包括了上述的加热系统，半导体热端加热对反应管进行辅助加热，半导体冷端制冷对反应管进行冷却，不仅如此，还在预热箱上设置第一热媒管道，将半导体热端在引出一个支管，对预热箱进行加热，以对预热箱内工艺前的石墨舟进行预热。

附图说明

图1是本发明实施例1的PECVD设备的加热系统结构原理示意简图。

图2是本发明实施例1中炉体轴向截面示意图。

图3是本发明实施例1中炉体的结构示意图。

图4是本发明实施例1中炉壳与第一冷媒管道的位置示意图。

图5是本发明实施例1中炉体的第一冷媒管路的入口和出口流向示意图。

图6是本发明实施例1中密封法兰的结构示意图。

图7是本发明实施例1中密封法兰的轴向示意图。

图8是本发明实施例2的流程示意图。

图9是本发明实施例3的PECVD设备的结构原理示意简图。

图10是本发明实施例3中预热箱与石墨舟的结构示意图。

图11是本发明实施例3中预热箱的轴向示意图。

图12是本发明实施例3中缓存架与石墨舟的结构示意图。

图13是本发明实施例3中缓存架的俯视图。

图中各标号表示：

1、半导体加热单元；11、热媒输出管；12、热媒输入管；13、冷媒输出管；14、冷媒输入管；2、预热箱；21、箱门；22、箱体外壳；23、箱体保温层；3、缓存架；31、缓存位；41、第一冷媒管道；411、炉体冷媒总入口；412、炉体冷媒总出口；413、炉体冷媒开关；42、第一热媒管道；421、预热箱热媒总入口；422、预热箱热媒总出口；43、第二冷媒管道；431、缓存位冷媒总入口；432、缓存位冷媒总出口；433、缓存位冷媒开关；44、补热剂支管；441、补热剂开关；45、补冷剂支管；451、补冷剂开关；46、流量计；5、石墨舟；6、风机；7、炉体；71、炉壳；72、炉体保温层；73、炉丝；74、反应管；8、密封法兰；81、环形冷媒管道；82、密封圈；83、法兰冷媒开关；9、媒介管道；91、第一热媒开关；92、第一冷媒开关；93、第二热媒开关；94、第二冷媒开关。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1至图7所示，本实施例的PECVD设备的加热系统，包括炉体7和半导体加热单元1，炉体7包括炉壳71、炉体保温层72、炉丝73、反应管74和媒介管道9，炉体保温层72套于炉壳71内，反应管74套于炉体保温层72内，炉丝73缠绕在反应管74的外周，半导体加热单元1的热端设有热媒输出管11和热媒输入管12且冷端设有冷媒输出管13和冷媒输入管14，媒介管道9设于炉丝73与反应管74之间，热媒输出管11和热媒输入管12分别与媒介管道9的入口和出口连接，冷媒输出管13和冷媒输入管14分别与媒介管道9的入口和出口连接。

半导体加热单元1热端(图1中P2端)对热媒输入管12内的热媒加热后由热媒输出管11输出热媒，热媒进入炉体7内的媒介管道9，对反应管74进行加热，从而对反应管74内的石墨舟5进行加热，同时炉丝73也会启动加热，一起对反应管74加热。炉体7的炉丝73为主加热，媒介管道9内的热媒构成辅助加热，双重加热，缩短加热时间，提高加热效率，提高产能。

新增的辅助加热的媒介管道9利用半导体热端的热媒不仅能加快炉内升温，还可以利用半导体冷端的冷媒对炉内进行降温。由于石墨舟5在工艺时，其上的硅片镀膜需要温度不一样，在二合一镀膜工艺中，镀一种膜后需要降低约80-200℃(不同工艺需要降低温度不一样)再进行第二种镀膜工艺，本发明采用冷媒从半导体加热冷端降温后，流入炉内媒介管道9内对反应管74吸热降温，从而加快了反应管74内的降温速度，对反应管74进行主动降温，进而缩短工艺时间。现有技术通常采用停止加热自然降温的方法，这样降温时间相对较长。

该PECVD设备的加热系统，首次采用半导体加热制冷技术应用至光伏电池片制造领域，半导体在通电的条件下能够同时在半导体的热端进行加热和在冷端进行制冷，热端加热对反应管74进行辅助加热，冷端制冷对反应管74进行冷却，以达到工艺过程中需要降温需求。一个能源能够同时满足设备对加热和冷却的需求，能源利用率高，大大缩短了工艺时间。

本实施例中，为了简化结构，炉体7内的热媒和冷媒共用一个媒介管道9。因为在工作中对炉内进行辅助加热和降温只有一个在工作。新增媒通道后的炉体7截面示意图如图2所示，跟常规炉体对比多一个媒介管道9。媒介管道9设置多根，多根媒介管道9沿圆周方向均布，各媒介管道9有一个汇集入口和一个汇集出口，热媒或者冷媒从汇集入口进，从汇集出口出。

其中，媒介管道9可以通过控制进出口开关实现冷媒或者热媒的通过，来实现对炉内进行辅助加热或者降温。具体的，热媒输出管11与媒介管道9的入口之间设有第一热媒开关91，冷媒输出管13与媒介管道9的入口之间设有第一冷媒开关92；热媒输入管12与媒介管道9的出口之间设有第二热媒开关93，冷媒输入管14与媒介管道9的出口之间设有第二冷媒开关94。通过控制各开关的闭合来实现冷媒和热媒的通过。如图1所示，当第一冷媒开关92、第二冷媒开关94闭合，第一热媒开关91、第二热媒开关93打开时，热媒通过炉内进行辅助加热，其热媒流经路线为a1-a2-a3-a4-a5-a6-a7。当第一冷媒开关92、第二冷媒开关94打开，第一热媒开关91、第二热媒开关93关闭时，冷媒通过炉内进行降温，其冷媒流经路线为b1-b2-b3-b4-b5-b6-b7。

本实施例中，热媒输出管11与媒介管道9的入口之间设有补热剂支管44，冷媒输出管13与媒介管道9的入口之间设有补冷剂支管45。当热媒剂量不够时，补热剂开关441打开进行补充，同理，冷媒剂量不够时，补冷剂开关451打开进行补充。

本实施例中，炉壳71的外周设有第一冷媒管道41，第一冷媒管道41的入口和出口分别与冷媒输出管13和冷媒输入管14连接。

半导体加热单元1冷端不仅可以对炉内反应管74进行降温，还可以引出一个支管对炉体7外周进行冷却。半导体加热单元1冷端对冷媒输入管14内的冷媒吸热后由冷媒输出管13输出冷媒，冷媒2进入炉体7外周的第一冷媒管道41，对炉体7的外周进行冷却，防止炉体7外周的温度过高，冷媒经炉体7后由低温液变成高温液，重新流回至冷端降温，再次成为低温液，进行下一次的冷却循环。半导体冷端对炉体7外周进行降温，实现炉体外表面保持低温，防止炉体7外周温度过高，避免了高温可能会导致设备门板发黄，或者人为不小心触碰发生烫伤的问题。

优选的，第一冷媒管道41设置多根，各第一冷媒管道41沿周向呈环形布置，且各第一冷媒管道41在轴向上相互平行，各第一冷媒管道41的入口连接一个炉体冷媒总入口411，各第一冷媒管道41的出口连接一个炉体冷媒总出口412，炉体冷媒总入口411低于炉体冷媒总出口412。冷媒进入炉体冷媒总入口411后进入一个圆环管，圆环管均匀分布接头，与各第一冷媒管道41连接，通过圆环管将冷媒分流至各第一冷媒管道41内，然后在各第一冷媒管道41的末端也会有一个圆环管，汇集各第一冷媒管道41的冷媒，由炉体冷媒总出口412流出再次进入冷媒输入管14。炉体冷媒总入口411低于炉体冷媒总出口412。即进液口位于下面，出液口位于上面，利用逆流原理，使得热交换更加充分。炉体冷媒总入口411的流入流出原理参见图5的a部分，炉体冷媒总出口412的流入流出原理参见图9中的b部分。

本实施例中，除了对炉体7炉壳71冷却，半导体加热单元1冷端还可以引出另外一条支路用来冷却密封法兰8。密封法兰8内设有环形冷媒管道81，环形冷媒管道81的入口(图6中k1点)与冷媒输出管13接通且出口(图6中k2点)与冷媒输入管14接通。密封法兰8朝内的一侧设有密封圈82，冷媒进入密封法兰8内后可以降低密封法兰8的温度，从而可以对密封圈82降温，防止高温导致密封圈老化失效。

本实施例中，半导体热端对炉内反应管74加热，具有一个加热回路，冷端具有三个冷却回路，即冷媒输出管13分成三个支路，一个支路与炉内的媒介管道9连接，由第一冷媒开关92控制，一个支路与炉外的第一冷媒管道41连接，该支路上设有炉体冷媒开关413和流量计46，炉体冷媒开关413控制炉外冷却回路的通断；还一个支路与法兰的环形冷媒管道81连接，该支路上设有法兰冷媒开关83和流量计46，法兰冷媒开关83控制密封法兰8冷却回路的通断。

本实施例中，热媒优选为导热油，冷媒优选为氟化物。

需要说明的是，本实施例以媒介管道9设于炉丝73与反应管74之间为例，除本实施例外，也可以将媒介管道9设于反应管74内。进一步的，在其他实施例中，媒介管道9也可以根据冷媒和热媒分开，单独的管路通热媒，单独的管路通冷媒。

实施例2

如图8所示，本实施例的加热控制方法为针对实施例1的PECVD设备的加热系统的加热操作方法，包括以下步骤：

S1、一次升温：将冷媒输出管13与媒介管道9入口切断，将冷媒输入管14与媒介管道9出口切断，将热媒输出管11与媒介管道9入口接通，将热媒输入管12与媒介管道9出口接通，半导体加热单元1热端的热媒输出管11输出的热媒流经媒介管道9对反应管74内的石墨舟5加热，同时对炉丝73加热，进行第一种工艺；

S2、主动降温：将热媒输出管11与媒介管道9入口切断，将热媒输入管12与媒介管道9出口切断，停止对炉丝73加热，将冷媒输出管13与媒介管道9的入口接通，将冷媒输入管14与媒介管道9出口接通，半导体加热单元1冷端的冷媒输出管13输出的冷媒流经媒介管道9对反应管74内的石墨舟5冷却；

S3、二次升温：将冷媒输出管13与媒介管道9入口切断，将冷媒输入管14与媒介管道9出口切断，将热媒输出管11与媒介管道9入口接通，将热媒输入管12与媒介管道9出口接通，半导体加热单元1热端的热媒输出管11输出的热媒流经媒介管道9对反应管74内的石墨舟5加热，同时对炉丝73加热，进行第二种工艺。

本实施例第一种工艺和第二种工艺以二合一镀膜为例，第一种工艺为第一次镀膜工艺，第二种工艺为第二次镀膜工艺。由于石墨舟5在工艺时，其上的硅片镀膜需要温度不一样，在二合一镀膜工艺中，镀一种膜后需要降低约80-200℃(不同工艺需要降低温度不一样)再进行第二种镀膜工艺，本发明采用冷媒从半导体加热冷端降温后，流入炉内媒介管道9内对反应管74吸热降温，从而加快了反应管74内的降温速度，对反应管74进行主动降温，进而缩短工艺时间。而现阶段通常采用停止加热自然降温的方法，这样降温时间相对较长。

实施例3

如图9至图13所示，本实施例的PECVD设备，包括用于对石墨舟5进行预热的预热箱2，还包括实施例1的PECVD设备的加热系统，预热箱2一端具有箱门21，预热箱2的内壁上设有第一热媒管道42，第一热媒管道42的入口与热媒输出管11连接，且出口与热媒输入管12连接。

该PECVD设备包括了实施例1的加热系统，半导体热端加热对反应管74进行辅助加热，半导体冷端制冷对反应管74进行冷却，其原理和效果参见实施例1所述，不仅如此，还在预热箱2上设置第一热媒管道42，将半导体热端在引出一个支管，对预热箱2进行加热，以对预热箱2内工艺前的石墨舟5进行预热。

具体的，半导体加热单元1热端(图1中P2端)对热媒输入管12内的热媒加热后由热媒输出管11输出热媒，热媒进入预热箱2内的第一热媒管道42，对预热箱2内工艺前的石墨舟5进行预热，热媒经过预热箱2后由高温液变成低温液，低温液流回热端吸热升温，再次成为高温液，进行下一次预热循环。

也就是说本实施例中，半导体热端具有两路加热循环，热媒输出管路11分成两个支路，一个支路与炉内的反应管74的媒介管道9连通，另一路与预热箱2内的第一热媒管道42连通，实现一个热源同时具有两种加热功能。

本实施例中，预热箱2内壁设有多根第一热媒管道42，各第一热媒管道42沿内壁周向呈环形布置，且各第一热媒管道42相互平行，各第一热媒管道42的入口连接一个预热箱热媒总入口421，各第一热媒管道42的出口连接一个预热箱热媒总出口422。热媒输出管11的热媒从预热箱热媒总入口421进入后分成多路，进入各第一热媒管道42内，最后经预热箱热媒总出口422汇合后流入热媒输入管12。预热箱2包括箱体外壳22和箱体保温层23，各第一热媒管道42嵌在箱体保温层23内。优选的，为了提高换热效果，预热箱2内设有可与各第一热媒管道42热交换的第一换热器，第一换热器与石墨舟5接触式换热，加快了石墨舟5的升温速度。

本实施例中，PECVD设备还包括缓存架3，缓存架3的缓存位31上设有第二冷媒管道43，第二冷媒管道43的入口与冷媒输出管13连接且出口与冷媒输入管14连接。半导体冷端再次分一条支路，对缓存架3上的工艺后的石墨舟5进行冷却。

具体的，半导体加热单元1冷端(图1中P1端)对冷媒输入管14内的冷媒吸热后由冷媒输出管13输出冷媒，冷媒进入缓存位31的第二冷媒管道43，对缓存位31上的工艺后的热石墨舟5进行冷却，冷媒经缓存位31后由低温液变成高温液，重新流回至冷端降温，再次成为低温液，进行下一次的冷却循环。冷端制冷能够对工艺后的石墨舟5进行冷却，实现快速降温，且冷端低温可以达到0℃甚至更低温度，冷却效果非常好，缩短冷却时间。

本实施例中，为了提高缓存位31上石墨舟5的散热效果，第二冷媒管道43的下方设有向上吹风的风机6。进一步的，缓存位31设有可与各第二冷媒管道43热交换的第二换热器，第二换热器与石墨舟5接触式散热，结合风机6，加快了石墨舟5的降温速度。而普通风冷降温时间相对较长。

进一步的，缓存位31上设有多根第二冷媒管道43，且各第二冷媒管道43相互平行，各第二冷媒管道43的入口连接一个缓存位冷媒总入口431，各第二冷媒管道43的出口连接一个缓存位冷媒总出口432。冷媒输出管13的冷媒从缓存位冷媒总入口431进入后分成多路，进入各第二冷媒管道43内，最后，经缓存位冷媒总出口432汇合后流入冷媒输入管14。

本实施例中，半导体热端两个加热循环回路，半导体冷端具有四个冷却循环回路，能源利用率高，缩短加热和散热的工艺时间。两个加热循环回路为半导体热端对炉内反应管74辅助加热，以及热端对预热箱2加热；冷端具有四个冷却回路，即冷媒输出管13分成四个支路，一个支路与炉内的媒介管道9连接，由第一冷媒开关92控制，一个支路与炉外的第一冷媒管道41连接，该支路上设有炉体冷媒开关413和流量计46，炉体冷媒开关413控制炉外冷却回路的通断；还一个支路与法兰的环形冷媒管道81连接，该支路上设有法兰冷媒开关83和流量计46，法兰冷媒开关83控制密封法兰8冷却回路的通断，最后还有一各支路与缓存架3的第二冷媒管道43连接，该支路上设有缓存位冷媒开关433和流量计46。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种PECVD设备的加热系统，其特征在于，包括炉体(7)和半导体加热单元(1)，所述炉体(7)包括炉壳(71)、炉体保温层(72)、炉丝(73)、反应管(74)和媒介管道(9)，所述炉体保温层(72)套于炉壳(71)内，所述反应管(74)套于炉体保温层(72)内，所述炉丝(73)缠绕在反应管(74)的外周，所述半导体加热单元(1)的热端设有热媒输出管(11)和热媒输入管(12)且冷端设有冷媒输出管(13)和冷媒输入管(14)，所述媒介管道(9)设于炉丝(73)与反应管(74)之间或者设于反应管(74)内，所述热媒输出管(11)和热媒输入管(12)分别与媒介管道(9)的入口和出口连接，所述冷媒输出管(13)和冷媒输入管(14)分别与媒介管道(9)的入口和出口连接。

2.根据权利要求1所述的PECVD设备的加热系统，其特征在于，所述热媒输出管(11)与媒介管道(9)的入口之间设有补热剂支管(44)，所述冷媒输出管(13)与媒介管道(9)的入口之间设有补冷剂支管(45)。

3.根据权利要求1所述的PECVD设备的加热系统，其特征在于，所述热媒输出管(11)与媒介管道(9)的入口之间设有第一热媒开关(91)，所述冷媒输出管(13)与媒介管道(9)的入口之间设有第一冷媒开关(92)；所述热媒输入管(12)与媒介管道(9)的出口之间设有第二热媒开关(93)，所述冷媒输入管(14)与媒介管道(9)的出口之间设有第二冷媒开关(94)。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的PECVD设备的加热系统，其特征在于，所述炉壳(71)的外周设有第一冷媒管道(41)，所述第一冷媒管道(41)的入口和出口分别与冷媒输出管(13)和冷媒输入管(14)连接。

5.根据权利要求4所述的PECVD设备的加热系统，其特征在于，所述第一冷媒管道(41)设置多根，各第一冷媒管道(41)沿周向呈环形布置，且各第一冷媒管道(41)相互平行，各第一冷媒管道(41)的入口连接一个炉体冷媒总入口(411)，各第一冷媒管道(41)的出口连接一个炉体冷媒总出口(412)，所述炉体冷媒总入口(411)低于炉体冷媒总出口(412)。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的PECVD设备的加热系统，其特征在于，所述炉体(7)的两端设有密封法兰(8)，所述密封法兰(8)内设有环形冷媒管道(81)，所述环形冷媒管道(81)的入口与冷媒输出管(13)连接，且出口与冷媒输入管(14)连接。

7.一种基于权利要求1至6任意一项所述的PECVD设备的加热系统的加热控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、一次升温：将冷媒输出管(13)与媒介管道(9)入口切断，将冷媒输入管(14)与媒介管道(9)出口切断，将热媒输出管(11)与媒介管道(9)入口接通，将热媒输入管(12)与媒介管道(9)出口接通，半导体加热单元(1)热端的热媒输出管(11)输出的热媒流经媒介管道(9)对反应管(74)内的石墨舟(5)加热，同时对炉丝(73)加热，进行第一种工艺；

S2、主动降温：将热媒输出管(11)与媒介管道(9)入口切断，将热媒输入管(12)与媒介管道(9)出口切断，停止对炉丝(73)加热，将冷媒输出管(13)与媒介管道(9)的入口接通，将冷媒输入管(14)与媒介管道(9)出口接通，半导体加热单元(1)冷端的冷媒输出管(13)输出的冷媒流经媒介管道(9)对反应管(74)内的石墨舟(5)冷却；

S3、二次升温：将冷媒输出管(13)与媒介管道(9)入口切断，将冷媒输入管(14)与媒介管道(9)出口切断，将热媒输出管(11)与媒介管道(9)入口接通，将热媒输入管(12)与媒介管道(9)出口接通，半导体加热单元(1)热端的热媒输出管(11)输出的热媒流经媒介管道(9)对反应管(74)内的石墨舟(5)加热，同时对炉丝(73)加热，进行第二种工艺。

8.一种PECVD设备，包括用于对石墨舟(5)进行预热的预热箱(2)，其特征在于，还包括权利要求1至6任意一项所述的PECVD设备的加热系统，所述预热箱(2)一端具有箱门(21)，所述预热箱(2)的内壁上设有第一热媒管道(42)，所述第一热媒管道(42)的入口与热媒输出管(11)连接，且出口与热媒输入管(12)连接。

9.根据权利要求8所述的PECVD设备，其特征在于，所述预热箱(2)内壁设有多根第一热媒管道(42)，各第一热媒管道(42)沿内壁周向呈环形布置，且各第一热媒管道(42)相互平行，各第一热媒管道(42)的入口连接一个预热箱热媒总入口(421)，各第一热媒管道(42)的出口连接一个预热箱热媒总出口(422)；所述预热箱(2)包括箱体外壳(22)和箱体保温层(23)，各第一热媒管道(42)嵌在箱体保温层(23)内；所述预热箱(2)内设有可与各第一热媒管道(42)热交换的第一换热器。

10.根据权利要求8所述的PECVD设备，其特征在于，所述PECVD设备还包括缓存架(3)，所述缓存架(3)的缓存位(31)上设有第二冷媒管道(43)，所述第二冷媒管道(43)的入口与冷媒输出管(13)连接且出口与冷媒输入管(14)连接；所述第二冷媒管道(43)的下方设有向上吹风的风机(6)；所述缓存位(31)上设有多根第二冷媒管道(43)，且各第二冷媒管道(43)相互平行，各第二冷媒管道(43)的入口连接一个缓存位冷媒总入口(431)，各第二冷媒管道(43)的出口连接一个缓存位冷媒总出口(432)；所述缓存位(31)设有可与各第二冷媒管道(43)热交换的第二换热器。

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