SU776101A1 - Устройство дл автоматического регулировани диаметра кристалла - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к техноло гй  вь1рапщвани  кристаллов йШ уасплава и может быть, в частности, использовано дл  выращивани  монокристаллов полупроводниковых соединений , булей сапфира, рубина и других . --- ; -- : Известно устройство дл  автоматического регул1фовани  диаметра кристалла, вьфащиваемого из расплава , содержащее датчики длины и массы кристалла, регул тор диаметра кристалла и регул торы контуров стабилизации технологических параметров процесса выращивани  ГЯ Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  автоматического регулировани  диаметра кристалла, выраиЕйваемьгб из расплава, содержащее датчики длины и массы кристалла регул тор диаметра кристалла с аналб 1 6-дискретным дифференциатором, включающим интегратор и усилитель Г2 Пр1и использовании аналого-дискретного дифференциатора вследствие запоминани  входного сигнала на интеграторе и вычислени  оценки про изводной в виде разности текущего ; - ---..-- -„ r-J--/: IV-.- - - .-..,-, :---- :„-:-..-.-«-- -,-,- .. -j-Lf :f ts S:s 3liMj., запомненного значений сигнала воз никают помехи, соизмершйле по амплитуде с амплитудой полезного Сигнала , что приводит к болыт№1 ошибкам регулировани . Цель изобретени  - повышение точ ности регулировани  за счет уменьйё ни  помех../ Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено ускшителем-фильтром , соединенным последОвательно с дифференциатором, снаб  ШнййЖттёнюатЬрдну вхой ёШрдУо соединен с выходом интегратора, а выход - с входом усилител . . ,, На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  автоматического регулировани  диаметра кристалла , на фиг. 2 - функциональна  схема регул тора диаметра кристалла , на фиг. 3 - структурна  схема дифференциатора с непрерьгеным преобразованием бИгналбё и лей фильтром сигнала хфойз водн(эйТ Устройство дл  автоматического регулировани  диаметра кристалла со держит регул тор 1 диаметра кристалла с аналоговым цкф &ртшШ&ром 2, включенным последовательно с уси лителем-фильтра 3, задатчики 4 и 5, операционный усилитель 6, блок программ 7, св занный через переменные сопротивлени  с выходными операционными усилител ми 8-10. С электроприводом перемещени  кристалла кинематически св зан датчик 11 длины, содержащий потенциометры 12 и 13. Выходной сигнал потенциометра 13 включен встречно с сигналом датчика 14 массы. Аналоговый дифференциатор 2 (см. фиг. 3) состоит из усилител  15, вход которого через аттенюатор 16 св зан с выходом интегратора 17. - . Выход усилител  15 дифференциатора 2 подключен к входу усилител  18 след щей системы 3, котора  используетс  в качестве усилител фильтра сигнала производной. Второй вход усилител  через аттенюатор 19 подключен к выходу основного интегратора 20. Выход усилител  18 непосредственно соединен с интегратором 20. Дл  уменьшени  ошибки оценивани  сигнала производной след щей система 3 содержит дополнительный интегратор 21, который подключен к входу основного интегратора 20 . На фиг. 1 показаны также водоохлаждаема  камера 22, наход щийс  в ней кристалл 23, выращиваемый из тигл  24 с расплавом, нагреватель 25 с силовым блоком 26, электроприводьг с регул тором 27 перемещени  И регул тором 28 вращени  кристалла , с регул тором 29 перемещени  и регул тором 30 вращени  тигл . Введены следующие обозначени : Vr эт - скорости перемещени , втращёни  кристалла и тигл  соответственно; t°C - температура нагревател ; К - Ь-& - сигнал небалансаJ (КЬ-&). - производна  сигнала неdt баланса; масса кристалла; и- длина кристалла , Tltl,V(t)- функции изменени  температуры Н1агревател  и скорости ШЙращивани  во времени соответственно .. Устройство автоматического регулировани  кристалла работает следующим образом.

После вакуумировани  камеры 22 и расплавлени  металла, загруженного в тигель 24 с помощью нагревател  25 и силового блока 26, включаютс  электроприводы с регул торами 27-30 и начинаетс  процесс вьфащиванй  кристалла 23. После эатравлени  и разращиванй  конусной части кристалла оператор производит установку нулевых значений по длине кристалла L и сигнала небаланса KL-&, что соответствует началу программы по длине кристалла и его массе. Затем оператор включает устройство автоматического регулировани  диаметра кристалла, и далее процесс поддержани  необходимых техйо огических параметров по -скорости перемещени  кристалла и тигл , температуре нагревател  ведетс  автоматически без вмешательства оператора.

Потенциометр 13 (см. фиг. 2), задающий программу изменени  массы кристалла, включен встречно с дат чиком 14 его массы. Сигнал небаланса через задатчик 4 диаметра кристалла поступает на вход аналогового дифференциатора 2 регул тора 1 диаметра кристалла. На выходе усилител  15 (см. фиг. 3) формируетс  производна  сигнала небаланса J(KL-C)

содержаща  аддитивную

dl

76101 ; 4

.помеху. На выходе интегратора 17 имеем сигнал небаланса KLt , отфильтрованный от помех.

Дл  восстановлени  и усилени  поj лезного сигнала производной аналогова  след ща  система 3.

На вькоде интегратора 20 имеем восстановленную от помех производную сигнала небаланса. .

10 С потенциометра 12 датчика 11

длины снимаетс  напр жение, пропор ционалЬйое д traнe кристалла, и через задатчик 5, необходимый дл  изменени  параметров T(t| и V(b) в завиJ5 сдатостй от диаметра кристалла и массы загрзженногр материала в тигель , этот сигнал поступает на вход операционного усилител  6, а с его выхода - на блок программ 7, позвол ющий реализовать нелинейные nporpaNTMbi по длине кристалла. На вход выходных операционных усилителей 8-1Q по соответствующим каналам управлени  через переменные сопротивлени  , необходимые дл  подбора настроек по каждому параметру, поступают сигналы с дифференциатора и блока

программ.

I . .

Автоматическое регулирование ука30 3 энных вьпве технологических параметров обеспечивает поддержание бездислокационного роста кристалла с отклонением его диаметра на ±1,5%.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИ-

   ЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИАМЕТРА

   КРИСТАЛЛА, выращиваемого из расплава , содержащее датчики длины и массы кристалла, регулятор диаметра кристалла с дифференциатором, включающим интегратор и усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования за счет уменьшения помех, оно дополнительно содержит усИпитель-фильтр, соединенный последовательно с дифференциатором, снабженным аттенюатором, вход которого соединен с выходом интегратора, а выход - с входом усилителя.

   S'

   SU ,,,,776101 ' 1 ......... :