CN113945728A - 一种外延反应器托盘基座转速检测装置及外延反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外延反应器托盘基座转速检测装置及外延反应器，属于半导体领域，外延反应器包括反应腔，反应腔内设置有用于承托衬底的托盘基座，反应腔具有流经托盘基座的气流通道以及分别位于气流通道两端的进气端口和出气端口，装置包括设于托盘基座上且随托盘基座的旋转而圆周运动的***、位于进气端口与出气端口的信号发射器和信号接收器以及与信号接收器通信连接的计速器，信号发射器用于发射被***周期性阻挡的激光信号，信号接收器用于接收激光信号，计速器用于根据激光信号被阻挡的频率计算获取托盘基座的角速度信息。本发明能够在不破坏保温层及石墨层结构的情况下完成托盘基座的测速，具有测量精度高、反应灵敏、结构简单的特点。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，特别涉及一种外延反应器托盘基座转速检测装置及外延反应器。
背景技术
外延薄膜生长是半导体器件制造的重要工序之一，其生长薄膜的质量与设备、工艺息息相关。外延生长一般是在外延反应器内的衬底上进行，衬底的温度均匀性和化学沉积的均匀性对外延薄膜生长的质量具有直接影响，而衬底一般通过放置在反应器内的托盘基座上来进行持续旋转以确保温度均匀性和化学沉积的均匀性，因此，托盘基座的旋转速率对外延生长质量至关重要。
现有技术中，托盘基座用于承托衬底且能在外延反应器的反应腔内旋转运动，而外延反应器中一般采用气旋的方式驱动托盘基座旋转，这无法从反应腔外部测得托盘基座旋转速度的具体数值，仅能通过气旋气体的流量来估算托盘基座的旋转速度，但是这种速度估算方式精度较低，难以作为托盘基座速度控制的参考数据，因此制约了外延生长的质量。
基于此，有在具有不透光性的石英保温层及石墨层上开设探测孔的方案，通过探测孔对托盘基座进行测速的处理，但是这种处理方式会影响石英保温层的保温能力及石墨层的制热能力，容易导致反应腔内温度分布不均而影响晶体生长。
发明内容
针对现有技术存在的无法在不影响反应腔内温度分布均匀性的前提下精确测量得到托盘基座转速的问题，本发明的目的在于提供一种外延反应器托盘基座转速检测装置及外延反应器。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
第一方面，本发明提供一种外延反应器托盘基座转速检测装置，所述外延反应器包括反应腔，所述反应腔内设置有用于承托衬底的托盘基座，所述反应腔具有流经所述托盘基座的气流通道以及分别位于所述气流通道两端的进气端口和出气端口，所述装置包括：
***，所述***设于所述托盘基座上，且所述***随所述托盘基座的旋转而进行圆周运动；
信号发射器，所述信号发射器设于所述进气端口与所述出气端口中的一个处，所述信号发射器用于发射被进行圆周运动的所述***周期性阻挡的激光信号；
信号接收器，所述信号接收器设于所述进气端口与所述出气端口中的另一个处，所述信号接收器用于接收所述信号发射器发射的所述激光信号；
以及计速器，所述计速器与所述信号接收器通信连接，所述计速器用于根据所述激光信号被阻挡的频率计算获取所述托盘基座的角速度信息。
优选的，所述激光信号位于所述衬底顶面的上方，且所述***的顶端高于所述衬底的顶面。
优选的，所述激光信号经过所述托盘基座的旋转轴线。
优选的，所述***设置在所述托盘基座的外侧。
优选的，所述***的表面涂覆有耐高温涂层。
优选的，所述气流通道呈笔直状构造，且所述信号发射器与所述信号接收器的安装位置在气流方向上相互错开。
优选的，所述***至少有两个，至少两个所述***以所述托盘基座的旋转轴线为中心周向均匀分布。
第二方面，本发明还提供一种外延反应器，包括：
石墨层，所述石墨层具有反应腔，所述反应腔内设置有用于承托衬底的托盘基座，所述反应腔具有流经所述托盘基座的气流通道以及分别位于所述气流通道两端的进气端口和出气端口；
感应线圈，所述感应线圈套设在所述石墨层外，所述感应线圈用于在通电时加热所述石墨层，以使所述反应腔内部形成适于外延生长的氛围；
保温层，所述保温层设置在所述石墨层与所述感应线圈之间；
旋转驱动机构，所述旋转驱动机构的输出端与所述托盘基座机械连接以驱动所述托盘基座旋转；
以及如上所述的转速检测装置。
进一步的，还包括控制器，所述控制器与所述转速检测装置中的计速器以及与所述旋转驱动机构电性连接，所述控制器用于当由所述计速器计算获得的所述托盘基座的角速度信息与预设的速度阈值不相符时，相应地增加或者降低所述旋转驱动机构的转速。
优选的，所述旋转驱动机构为气旋驱动机构，所述气旋驱动机构包括流量控制阀，所述流量控制阀通过调节驱动气体的流量以改变所述托盘基座的转速，所述控制器则与所述流量控制阀电性连接。
采用上述技术方案，外延反应器托盘基座转速检测装置中，借助反应腔的进气端口和出气端口布置信号发射器和信号接收器，并通过跟随托盘基座转动而进行圆周运动的***对激光信号进行规律性地阻挡，从而利用激光信号被阻挡的频率快速计算获取托盘基座的角速度信息，使得装置能够在不破坏保温层及石墨层结构的情况下完成托盘基座的测速，同时还具有测量精度高、反应灵敏、结构简单的特点。而具有上述转速检测装置的外延反应器则能够向外传递准确的转速信息，从而能够在外部控制部件的控制作用下使托盘基座的转速始终维持在外延工艺要求的范围内，继而确保衬底上的晶体能顺利进行外延生长，便于提高产品产出质量，同时具有调节精度高、调节及时的特点。
附图说明
图1为本发明一种外延反应器托盘基座转速检测机构的结构示意图。
图2为本发明一种外延反应器托盘基座转速检测机构另一角度的结构示意图。
图3为本发明一种外延反应器的结构示意图；
图4为本发明一种外延反应器的部件连接示意图。
图中：1-反应腔、2-石墨层、3-衬底、4-托盘基座、5-旋转驱动机构、6-保温层、7-***、8-信号发射器、9-信号接收器、10-计速器、11-进气端口、12-出气端口、13-感应线圈、14-控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。
另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
一种外延反应器托盘基座转速检测装置，其中，如图1-3所示，外延反应器包括有用于提供外延反应氛围的反应腔1，该反应腔1通常为由石墨层2围设而成封闭结构，同时，该反应腔1内布置有用于承托衬底3的托盘基座4，该托盘基座4在旋转驱动机构5的驱动下能够在反应腔1内旋转，从而带动衬底3转动。并且，反应腔1上设有供反应气体通入的进气端口11以及供反应气体流出的出气端口12，可以理解的是，在进气端口11和出气端口12之间的反应腔1空间具有气流通道，而上述的托盘基座4便位于该气流通道中，以便于反应气体从进气端口11流入反应腔1中后，在沿气流通道流向出气端口12的过程中能够流经托盘基座4，从而在衬底3上沉积出所需的外延片产品。
通常，外延反应器还配置有供气组件、上下料组件和抽真空组件等辅助部分，其中，供气组件用于向进气端口11提供反应气体，上下料组件用于将衬底3置入反应器中或者将衬底3从反应器中取出，抽真空组件则用于在反应开始前排除反应器中的杂质气体。通常，外延反应器呈水平布置，相应的，上述的气流通道也呈水平状布置，并且优选气流通道呈笔直状构造，以便于反应气体均匀且无阻碍地在其中流动。
现有技术中，由于托盘基座4被石墨层2包围，而石墨层2外通常还包覆有保温层6，因此传统方式中先在石墨层2和保温层6上开设通孔，再通过该通孔测量托盘基座4转速的方式则会对反应腔1中的温度造成不良影响，导致衬底3上温度均匀性受到破坏，从而影响外延片产品的质量。
因此本实施例中，如图1所示，配置上述的转速检测装置具体包括有：***7、信号发射器8、信号接收器9和计速器10。
其中，***7优选为柱状结构，例如定位销，对应的在托盘基座4上设置有与该定位销配和使用的销孔，从而使该***7相对于托盘基座4固定安装，并且随着托盘底座4的旋转而进行圆周运动；另外***7的表面涂覆有耐高温材料的涂层，从而保护***7，避免因反应腔1内的高温环境导致***7形变而影响测量精度。
信号发射器8固定安装在上述的出气端口12处，信号接收器9固定安装在进气端口11处，或者两者的安装位置对调，信号发射器8用于发射能够被进行圆周运动的***7周期性阻挡的激光信号，信号接收器9则用于接收信号发射器8发射的激光信号。可以理解的是，将信号发射器8布置在出气端口12一侧，能够借助于出气端口12一侧更低的温度防止反应腔1内的高温影响信号发射器8的正常工作，另外出气端口12位于上下料组件的一端，其具有更大的空间安装信号发射器8；而信号接收器9布置于进气端口11一侧的设置，能够借助持续输入的反应气体的较低的温度进行降温，从而防止信号接收器9温升过高而影响其与计速器10的通信。
计速器10固定安装在反应腔1的外部，例如保温层6的外侧，计速器10通过导线与信号接收器9通信连接以便于接收由信号接收器9发送的数据信息，该计速器10用于根据激光信号被阻挡的频率计算获取托盘基座4的角速度信息。
可以理解的是，本实施例中，***7每完成一次圆周运动，激光信号被阻挡的次数相同且均为两次，因此计速器10可根据***7阻挡激光信号的时间确定托盘基座4旋转一周的用时，进而能计算出托盘基座4的角速度信息。即，邻近三次阻挡信号之间的时间总和为托盘基座4旋转一周的用时，使得托盘基座4的角速度信息能基于该用时计算获取。另外，本实施例进一步优选激光信号经过托盘基座4的旋转轴线，此情况下，使得***7进行圆周运动的过程中每次阻挡激光信号的间隔时间一致，由此可直接基于两次阻挡的时间间隔即可计算获取托盘基座4旋转半圈的时间，从而简化托盘基座4角速度信息的计算流程，使得计速器10能更快、更准确地获取托盘基座4的角速度信息。而在另一优选实施例中，计速器10根据最近计算获取的2-5组角速度信息来计算角速度的平均值，基于该角速度的平均值作为托盘基座4转速，从而减少角速度信息的计算误差。
可以见得，本实施例的装置能够在不破坏保温层及石墨层结构的情况下完成托盘基座的测速，同时还具有测量精度高、反应灵敏、结构简单的特点。
而为了更好地确保***7对激光信号的阻挡作用，本实施例优选激光信号位于衬底3顶面的上方，从而确保激光信号不会受到反应腔1内其他构件的影响，而***7的顶端则高于该衬底3的顶面，并且***7的顶端也高于上述的激光信号。例如设置***7的顶端比衬底3的顶端高0.2-0.5cm，该高度差可确保激光信号能顺利通过衬底3的上方并能够被***7所阻挡，还能够尽可能减少***7对衬底3上方的反应气体造成的扰动。
在***7的安装位置上，本实施例优选该***7安装在托盘基座4的外缘一侧(相对于衬底3，***7更远离托盘基座4的中心)，这一方面使得***7的位置不会影响到衬底3的布置，能够避免***7妨碍衬底3上的晶体生长，第二方面使得***7能够偏离托盘基座4的旋转轴线，从而确保***7能够随托盘基座4进行圆周运动，并且有利于提高***7的线速度，从而降低其对激光信号11的阻挡时间。
为了降低信号发射器8和信号接收器9对反应腔1内反应气体的扰动，本实施例中，第一方面，设置信号发射器8和信号接收器9的安装位置贴近反应腔1的底面，从而尽可能减少信号发射器8和信号接收器9扰乱衬底3上方反应气体的输送；第二方面，如图2所示，设置信号发射器8与信号接收器9的安装位置在反应气体的流动方向上相互错开，例如信号发射器8和信号接收器9呈对角线设置，使得信号发射器8和信号接收器9的安装位置在确保激光信号能顺利发射及接收的情况下能够尽可能靠近反应腔1内气流通道的边缘位置，从而避免信号发射器8和信号接收器9妨碍反应气体的输送，确保衬底3上外延生长的质量。
实施例二
其与实施例一的区别在于：托盘基座4上安装的***7为两个或者以上。在此情况下，***7在托盘基座4上的分布方式有两种，一是***7以托盘基座4的旋转轴线为中心周向均匀分布(即圆周等距阵列分布)，二是其他分布方式(非圆周等距阵列分布)。
当***7采用圆周等距阵列的方式设于托盘基座4上时，则激光信号每次被阻挡时的间隔相等，因此可利于两次信号阻挡的时间间隔计算托盘基座4的角速度信息，如***7为两个时，则托盘基座4旋转一周，激光信号被阻挡两次(阻挡时，两个***7位置均位于激光信号的直线上)，则每两次激光信号被阻挡之间的用时对应为托盘基座4旋转半圈的用时；又如***7为三个时，则托盘基座4旋转一周，激光信号被阻挡6次(每个***7均阻挡激光信号两次)，则每两次激光信号被阻挡之间的用时对应为托盘基座4旋转六分之一圈的用时；
而当***7采用非圆周等距阵列分布时，则需要先计算托盘基座4旋转一周的过程中，激光信号一共被***7阻挡多少次，以该阻挡次数获取托盘基座4整个旋转周期的用时，从而根据该周期计算托盘基座4的角速度信息，如托盘基座4旋转一周的过程中，激光信号一共被阻挡了n次，则激光信号从第一次被阻挡到第n+1次被阻挡的时间总和为托盘基座4旋转一周的用时，计速器10基于托盘基座4旋转一周的用时计算托盘基座4的角速度信息。
另外，当***7为两个或者以上时，***7优选采用圆周等距阵列的方式设置，如此能够平衡托盘基座4，使托盘基座4旋转更稳定，也利于计速器10准确计算获取托盘基座4的角速度信息。
通常，***7只布置有一个，因为定位销相对于托盘基座4而言重量较小，因此，单独设置的***7不会影响托盘基座4旋转平衡，故以尽可能避免***7妨碍反应腔1内反应气体的流动的原则出发，将***7设置为一个即可，从而防止反应腔1内热场不均匀。
实施例三
一种外延反应器，如图3及图4所示，包括反应腔1、石墨层2、衬底3、托盘基座4、旋转驱动机构5、保温层6、感应线圈13以及上述实施例一或者实施例二公开的转速检测装置。
其中，反应腔1为由石墨层2围设而成封闭结构，其水平状布置；感应线圈13套在石墨层2的外部，该感应线圈13用于在通电时加热石墨层2，以使反应腔1内部形成适于外延生长的氛围，例如碳化硅外延生长所需的1600-1700℃的温度；保温层6则设置在石墨层2与感应线圈13之间，以便于防止反应腔1内的热量逸散。反应腔1内布置有用于承托衬底3的托盘基座4，旋转驱动机构5的输出端与托盘基座4机械连接以驱动该托盘基座4旋转。
反应腔1设有供反应气体通入的进气端口11以及供反应气体流出的出气端口12，在进气端口11和出气端口12之间的反应腔1空间具有气流通道，而上述的托盘基座4便位于该气流通道中，以便于反应气体从进气端口11流入反应腔1中后，在沿气流通道流向出气端口12的过程中能够流经托盘基座4，从而在衬底3上沉积出所需的外延片产品。其中，上述的气流通道也呈水平状布置，并且优选气流通道呈笔直状构造，以便于反应气体均匀且无阻碍地在其中流动，并且优选配置上述的石墨层2呈中空圆柱状结构，其敞开的两端即为上述进气端口11和出气端口12，对应的保温层6也为中空圆柱状结构。
而转速检测装置中的各个部件则按照实施例一公开的内容安装在外延反应器的相应位置即可。
本实施例中，优选旋转驱动机构5嵌装布置在石墨层2内，例如电机，而本实施例中，为了避免托盘基座4因机械接触而产生较大的摩擦力进而导致转速不稳定的情况出现，优选旋转驱动机构5为气旋驱动机构，例如在石墨层2内壁上开设凹腔，凹腔内布置叶轮，凹腔再通过盖板密封，盖板上通过轴承安装转轴，转轴的内外两端则分别连接叶轮和托盘基座，使用时该气旋驱动机构通过氢气或氩气等驱动气体来带动托盘基座4旋转，相应的气旋驱动机构包括用于控制驱动气体流量的流量控制阀，使用时通过改变流量控制阀的流量即可调节托盘基座4的转速。可以理解的是，当旋转驱动机构5为气旋驱动机构时，用于安装***7的销孔配置为盲孔，从而防止驱动气体从销孔中泄露到反应腔1中。
而在另一实施例中，为了方便控制以及提高设备自动化程度，设置外延反应器还包括控制器14，该控制器14与转速检测装置中的计速器10以及与旋转驱动机构5(例如气旋驱动机构中的流量控制阀)电性连接。
使用时，该控制器14通过计速器10实时获取托盘基座4的角速度信息，并以该角速度信息作为参考对象，实时调节气旋驱动机构的驱动气体释放流量，从而改变托盘基座4的角速度信息，直至该角速度信息符合工艺需求。
更具体地，当托盘基座4的角速度信息低于预设的速度阈值时，控制器14通过控制气旋驱动机构中的流量调节阀来增大驱动气体的释放流量，从而提高托盘基座4的角速度信息，直至角速度信息处于预设的速度阈值范围内；而当托盘基座4的角速度信息高于预设的速度阈值时，控制器14通过控制气旋驱动机构中流量调节阀来减小驱动气体的释放流量，从而减小托盘基座4的角速度信息，直至该角速度信息处于预设的速度阈值范围内。
另一实施例中，该控制器14还与感应线圈13、信号发射器8以及信号接收器9电性连接，从而控制感应线圈13和信号发射器8的工作状态，进一步提高设备的自动化程度。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种外延反应器托盘基座转速检测装置，所述外延反应器包括反应腔，所述反应腔内设置有用于承托衬底的托盘基座，所述反应腔具有流经所述托盘基座的气流通道以及分别位于所述气流通道两端的进气端口和出气端口，其特征在于：所述装置包括：
***，所述***设于所述托盘基座上，且所述***随所述托盘基座的旋转而进行圆周运动；
信号发射器，所述信号发射器设于所述进气端口与所述出气端口中的一个处，所述信号发射器用于发射被进行圆周运动的所述***周期性阻挡的激光信号；
信号接收器，所述信号接收器设于所述进气端口与所述出气端口中的另一个处，所述信号接收器用于接收所述信号发射器发射的所述激光信号；
以及计速器，所述计速器与所述信号接收器通信连接，所述计速器用于根据所述激光信号被阻挡的频率计算获取所述托盘基座的角速度信息。
2.根据权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于：所述激光信号位于所述衬底顶面的上方，且所述***的顶端高于所述衬底的顶面。
3.根据权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于：所述激光信号经过所述托盘基座的旋转轴线。
4.根据权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于：所述***设置在所述托盘基座的外侧。
5.根据权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于：所述***的表面涂覆有耐高温涂层。
6.根据权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于：所述气流通道呈笔直状构造，且所述信号发射器与所述信号接收器的安装位置在气流方向上相互错开。
7.根据权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于：所述***至少有两个，至少两个所述***以所述托盘基座的旋转轴线为中心周向均匀分布。
8.一种外延反应器，其特征在于：包括：
石墨层，所述石墨层具有反应腔，所述反应腔内设置有用于承托衬底的托盘基座，所述反应腔具有流经所述托盘基座的气流通道以及分别位于所述气流通道两端的进气端口和出气端口；
感应线圈，所述感应线圈套设在所述石墨层外，所述感应线圈用于在通电时加热所述石墨层，以使所述反应腔内部形成适于外延生长的氛围；
保温层，所述保温层设置在所述石墨层与所述感应线圈之间；
旋转驱动机构，所述旋转驱动机构的输出端与所述托盘基座机械连接以驱动所述托盘基座旋转；
以及如权利要求1-7任一项所述的转速检测装置。
9.根据权利要求8所述的外延反应器，其特征在于：还包括控制器，所述控制器与所述转速检测装置中的计速器以及与所述旋转驱动机构电性连接，所述控制器用于当由所述计速器计算获得的所述托盘基座的角速度信息与预设的速度阈值不相符时，相应地增加或者降低所述旋转驱动机构的转速。
10.根据权利要求9所述的外延反应器，其特征在于：所述旋转驱动机构为气旋驱动机构，所述气旋驱动机构包括流量控制阀，所述流量控制阀通过调节驱动气体的流量以改变所述托盘基座的转速，所述控制器则与所述流量控制阀电性连接。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020001271A1 (en) * | 2000-06-28 | 2002-01-03 | Kim Dong Sik | Method and apparatus for controlling the rotation of a turntable |
| JP2002156249A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Funai Electric Co Ltd | 回転パルス検出機構 |
| CN102465335A (zh) * | 2010-11-18 | 2012-05-23 | 南京大学 | 一种用于半导体材料热壁外延生长***的加热装置 |
| CN105714380A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-06-29 | 北京世纪金光半导体有限公司 | 一种碳化硅外延生长装置及方法 |
| CN106168788A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-30 | 广东工业大学 | 一种承载盘旋转控制装置及其控制方法 |
| CN108411362A (zh) * | 2017-02-09 | 2018-08-17 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 腔室及外延生长设备 |
| CN110331439A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-15 | 杭州弘晟智能科技有限公司 | 一种用于碳化硅外延的加热装置 |
| CN211206546U (zh) * | 2019-12-03 | 2020-08-07 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种基于光电原理的调相机转速测量装置 |
| CN211846906U (zh) * | 2019-12-29 | 2020-11-03 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 起重机吊钩定位及超速检测装置 |
| CN112663138A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-04-16 | 松山湖材料实验室 | 半导体晶圆外延生长装置及其工作方法 |
-
2021
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020001271A1 (en) * | 2000-06-28 | 2002-01-03 | Kim Dong Sik | Method and apparatus for controlling the rotation of a turntable |
| JP2002156249A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Funai Electric Co Ltd | 回転パルス検出機構 |
| CN102465335A (zh) * | 2010-11-18 | 2012-05-23 | 南京大学 | 一种用于半导体材料热壁外延生长***的加热装置 |
| CN105714380A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-06-29 | 北京世纪金光半导体有限公司 | 一种碳化硅外延生长装置及方法 |
| CN106168788A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-30 | 广东工业大学 | 一种承载盘旋转控制装置及其控制方法 |
| CN108411362A (zh) * | 2017-02-09 | 2018-08-17 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 腔室及外延生长设备 |
| CN110331439A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-15 | 杭州弘晟智能科技有限公司 | 一种用于碳化硅外延的加热装置 |
| CN211206546U (zh) * | 2019-12-03 | 2020-08-07 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种基于光电原理的调相机转速测量装置 |
| CN211846906U (zh) * | 2019-12-29 | 2020-11-03 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 起重机吊钩定位及超速检测装置 |
| CN112663138A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-04-16 | 松山湖材料实验室 | 半导体晶圆外延生长装置及其工作方法 |
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