Научная электронная библиотека ULRICH'S Periodicals Directory

Сибирский государственный университет
науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

Сибирский аэрокосмический журнал
ISSN 2712-8970 (Print) ISSN 2782-5760 (on-line)

Сведения об образовательной организации

UDK 004.07 Doi: 10.31772/2587-6066-2019-20-4-485-496
АЛГОРИТМ КОНТАКТНОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕКУЩЕЙ ПЛОЩАДИ КРИСТАЛЛОВ, ВЫРАЩИВАЕМЫХ СПОСОБОМ ЧОХРАЛЬСКОГО
Саханский С. П., Юленков С. Е.
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева; Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: yulenkov_se@sibsau.ru
Для кристаллов, выращиваемых из жидкого расплава по способу Чохральского, при контроле и управлении текущей площадью кристалла на основе контактного метода измерения, определены требования для повыше- ния точности измерения площади кристалла на цилиндрической части выращивания. Для устранения ошибки из-за точности стабилизации уровня расплава в тигле предложен алгоритм рабо- ты установки выращивания кристаллов, выполняемый программно с помощью системы управления. За время оценки сигнала управления на цилиндрической части выращиваемого кристалла принимается вре- мя выборки заданного количества импульсов перемещения тигля. Начинается вычисление сигнала управления в момент замыкания датчика уровня расплава, заканчивается вычисление сигнала управления так же в момент замыкания датчика уровня расплава при условии выборки заданного количества импульсов перемещения тигля. Время оценки сигнала управления в предыдущем цикле управления используется в текущем цикле для вычис- ления паузы замыкания и размыкания датчика уровня расплава. В системе управления в момент замыкания контактного датчика выдерживается пауза замкнутого и по- следующая пауза разомкнутого состояния датчика уровня. В моменты пауз состояние контактного датчика системой управления не анализируется и управление подъемом тигля происходит с замедленной и ускоренной скоростью подъема тигля в моменты «условно» замкнутого и «условно» разомкнутого состояний датчика уровня. Система управления постоянно обнуляется в момент завершения каждого цикла управления. Программная система управления обеспечивает приведенный выше алгоритм управления процессом выра- щивания из жидкого расплава кристаллов по способу Чохральского, при этом достигается точность опреде- ления текущей площади выращиваемого кристалла порядка 1 %.
Ключевые слова: выращивание, кристаллы, датчик уровня расплава.
References

1. Schmidt F., Voszka R. Phantom controlled automatic Czochralski growth appparatuss // Crystal Research and Technology. 1981. Vol. 10, No. 11. P. 127–128.
2. Пат. № 2337169. Федеративная Республика Германии, МКИ В01 J17/18 – 1974.
3. Пат. 2128250. Российская Федерация, МПК С30 В15⁄20, 15/22, 15/26. Способ управления процессом выращивания монокристаллов германия из расплава и устройство для его осуществления / С. П. Саханский, О. И. Подкопаев, В. Ф. Петрик ; заявл. 16.01.97 ; опубл. 27.03.99, Бюл. № 9.
4. Пат. 2184803. Российская Федерация, МПК С30 В15⁄20, 15/22, 15/12 29/08. Способ управления процессом выращивания монокристаллов германия из расплава и устройство для его осуществления / С. П. Саханский, О. И. Подкопаев, В. Ф. Петрик, В. Д. Лаптенок ; заявл. 12.11.99 ; опубл. 10.07.02, Бюл. № 19.
5. Саханский С. П. Управление формой полупроводниковых кристаллов при выращивании по способу Чохральского // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2014. № 7(1). С. 20–31.
6. Саханский С. П. Основные математические соотношения контактного метода управления выращиванием монокристаллов по способу Чохральского // Вестник СибГАУ. 2005. Вып. 7. С. 85–88.
7. Саханский С. П., Лаптенок В. Д. Определение величины коррекции сигнала управления по диаметру, от изменения высоты столбика мениска кристалла, при контактном методе управления выращиванием монокристаллов способом Чохральского // Вестник СибГАУ. 2005. Вып. 7. С. 89–90.
8. Саханский С. П. Определение величины колебания расплава и чувствительности при контактном методе управления выращиванием монокристаллов по способу Чохральского // Вестник СибГАУ. 2006. Вып. 1(8). С. 103–104.
9. Саханский С. П. Погрешность контактного метода измерения текущей площади выращиваемого монокристалла германия // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2009. № 2. C. 43–46.
10. Саханский С. П. Измерение площади монокристалла в системе автоматического управления выращиванием германия // Мехатроника. Автоматизация. Управление. 2008. № 8. С. 44–48.
11. Саханский С. П. Установка выращивания монокристаллов германия на основе контактного метода измерения // Вестник Самарского гос. ун-та им. акад. С. П. Королева. 2008. Вып. 2. C. 100–105.
12. Саханский С. П. Измерение и управление площадью кристалла на установке вытягивания германия // Вестник СибГАУ. 2008. Вып. 1(18). С. 148–150.
13. Саханский, С. П. Управление процессом выращивания монокристаллов германия : моногр. / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2008. 104 с.
14. Саханский С. П. Измерение площади кристаллов, выращиваемых из жидкого расплава по способу Чохральского, на основе управления условиями замыкания контактного датчика уровня расплава // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2015. № 7(8). С. 835–850.
15. Саханский С. П., Юленков С. Е. Повышение точности контактного метода измерения текущей площади кристаллов, выращиваемых способом Чохральского // Сибирский журнал науки и технологии. 2018. Т. 19 , №. 3. С. 550–561.


Саханский Сергей Павлович – доктор технических наук; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева.
Юленков Святослав Евгеньевич – специалиста по учебно-методической работе, аспирант; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева. E-mail: yulenkov_se@sibsau.ru.


  АЛГОРИТМ КОНТАКТНОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕКУЩЕЙ ПЛОЩАДИ КРИСТАЛЛОВ, ВЫРАЩИВАЕМЫХ СПОСОБОМ ЧОХРАЛЬСКОГО