强磁场退火炉GC-800

概述

晶圆强磁场退火热处理装备可以将被测样品同时置于强磁场、高真空、高温、气氛环境中，同时也可以单独或任意组合这三种实验环境，满足不同样品在不同环境下的测试要求。

适应范围：高温、高真空、强磁场环境中加热或去磁的各种磁性材料。

退火曲线示意图

设备原理

北京锦正茂科技有限公司生产的高温真空磁场加热炉系统，是有升温高温炉，高温炉加热电源，Labview控制软件（选配），超导磁体，高精度电源，分子泵组，水冷机组共同组成的一套反馈调节的加热系统。

该高温磁场加热炉系统是由分子泵组中的机械泵（干泵）先对真空腔体（样品腔）进行粗抽，达到可以开启分子泵的极限真空时，在开启分子泵进行高真空的抽取，达到客户所需的真空度。打开软件，通过在软件中输入需要的磁场值和温度值，通过闭循环反馈调节，使设备内样品的温度自动控制并稳定在某一个温度值，软件可以按照用户给定的实验条件完成实验。

磁场控制：用户可以直接通过软件设定所需要的磁场大小，由高精度高斯计读取实际磁场值，再将实际读出的磁场值反馈给高精度恒流电源，通过电源内部软件处理后，直接由控制高精度恒流电源的输出电流，从而实现用户所需要的磁场，并实时显示在软件上；

温度控制：通过在软件上人机交互界面直接设置所需要的温度值，计算机软件处理后指令到达高温炉加热控制器。控制器通过温度传感器（热电偶）读出样品区的实际温度值，并通过其内部设置的模糊控制PID调节输出电流的大小，总而使温度值稳定在某一精度范围内。从而实现用户所需要的不同温度；

真空环境：通过分子泵组获得真空环境，由高真空全量程真空计显示并监控，并实时的将检测结果传递给计算机。

退火过程：在强磁场（或无磁）环境下对样品进行加热，加热到一定温度（用户需要自己设定）并保持在该温度，再持续加一个磁场（可随时变化），达到用户的目的后，关闭磁场，关闭加热环境，冷却到室温。

系统框图

设备主要组成

• 真空加热炉和控制器
• 真空获得及测量设备
• 强磁场获得设备（电磁铁或超导磁体）
• 高稳定性恒流源
• 循环水冷机

方案图展示：

超导磁体

一、超导磁体结构示意图，如下图所示。

磁体外型尺寸

实物参考图：

二、关键尺寸参数要求

超导磁体由超导线圈绕组，杜瓦和超导接头等组成，结构尺寸如下要求：

炉体孔径：＞470mm

磁场强度：0-5T磁场分辨率：≤1 Oe

磁场稳定性：达到设定值后磁场波动小于1%

磁场均匀区：＞310mm，适应12英寸

磁场方向：水平-垂直

样品移动：面内磁场时转动±90°垂直或面内磁场（可选）

炉体温度：室温-900℃，控温精度：≤±1℃

温度均匀度：＞310mmΦ=12英寸的区域内，温度变化量≤±3℃

升温速率：≥10℃/min

温度分辨率：≤0.1℃

真空度:2x10-6Torr

到达真空时间： 3h

冷却时间： 2h

控温精度：±1℃

温度均匀性： ±1℃

样品装载量:＞2片

单台GM制冷机（4.2k@1.2W）,下冷时间不小于12小时。

下法兰外径为Ф495，螺栓孔径为Ф9*20均布，螺栓孔中心圆为Ф470

室温孔上法兰安装孔尺寸：螺纹孔径为M6*8均布，螺栓孔中心圆为Ф150

室温孔下法兰安装孔尺寸：螺纹孔径为M6*4均布，螺栓孔中心圆为Ф126

三、性能指标参数

磁体轴线上，纵向磁场分布详见附件电磁设计数据

磁体均匀区纵向磁场均匀度小于0.1%

温孔轴心和磁场轴心偏差（包括平移和倾斜）小于0.2mm

励磁电流小于120A，轴心磁场达到12T

常温到超导工作时间应小于48小时。

安全保护

高温报警：设备发出警报后自动切断输出，实现设备保护。

失超报警：设备失超后自动保护。

缺相报警：设备缺相后发出错误指示，直至恢复正常。

真空度警报：实现真空度非正常状态报警

高温炉参考图纸