SiC作为第三代半导体材料的优秀代表,不仅能够耐高温,化学性能稳定,导电导热性能好,同时具有很强的抗辐射能力,这些优势决定了其广泛的发展前景。目前生长SiC晶体普遍采用PVT法,它是在全封闭的坩埚中进行晶体生长,在不同的阶段需要进行相应的压强变化,以保证晶体的生长速度和质量,SiC生长炉内压力的可靠控制尤为重要。随着半导体行业的快速发展,目前国内对SiC晶体的需求量逐年增大。而国内生长SiC的设备大部分依旧需要从国外引进,配套的设备精度有限,这些都造成了设备维修不方便、传感器等设备精度不符合要求、费用高等问题,严重制约了国内SiC生长及应用的发展。根据国家自然科学基金设备专项“6英寸SiC单晶炉的研制”的课题要求,进行了 SiC生长炉压力控制系统的研究,为SiC单晶生长过程中炉腔内的压力控制提供了参考。本文首先对当前半导体的需求形式做了简要介绍,并说明第三代半导体材料SiC晶体的优势及应用领域,然后介绍了当前国内外SiC生长现状与研究进展,提出具体的设备缺陷;其次对SiC的生长方法和生长炉组成做了简要阐述;在此基础上进行压力控制系统的硬件模块设计与实现、生长炉设备的特性研究以及PID算法控制的参数整定和测试分析。本文的具体工作如下:(1)通过现阶段半导体行业对SiC供不应求的状况,指出现阶段影响sic生长和应用的限制因素及当前SiC生长炉压力控制设备的不足,提出了 SiC单晶生长炉的压力控制系统设计的目标;针对目前生长SiC最常用的PVT法,对其生长炉组成和主要技术进行阐述分析。(2)针对本论文提出的SiC单晶生长炉的压力控制系统,设计并实现了一种高精度、高可靠性的压力控制电路,完成了控制电路硬件部分的器件选型与电路板的设计,并进行了控制系统软件部分的设计与实现。(3)给出串口反馈值与实际电压电流的对应关系、电容膜片真空计的电压与压强的转化关系。通过多次实验,获得SiC生长炉在纯进气与抽气过程中的炉腔内压力变化曲线,并对不同阀门开度值下的炉腔内稳定压力值进行测试整理,完成压力与开度的对应曲线。(4)在系统调试的过程中,针对PID算法的参数整定进行多次实验,通过对比分析,找出最符合要求的曲线,并确定相应系数:在本论文的研究结果中,最终确定KP=2,Ki=0.02,Kd=0.01为最符合要求的PID控制参数。本论文设计实现的SiC生长炉的压力控制系统,与国外的引进设备相比,大大降低了系统成本,同时提高了硬件电路的可靠性以及算法控制的准确性,并缩短了压力响应时间,实现了对系统压力的精准控制。