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专利号: 2019107293453
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 晶体生长〔3〕
更新日期:2024-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种晶体生长过程高宽比控制方法,其特征在于,该方法是通过晶体生长系统实现的,所述的晶体生长系统包括生长装置、控制装置和基于视觉的尺寸检测装置;生长装置包括带夹套的育晶罐、测量育晶罐中生长溶液温度的热电阻、安装在育晶罐内的载晶架、带动载晶架正反转动的直流伺服电机、安装在育晶罐夹套内的电加热器;控制装置包括PLC、触摸屏、直流伺服驱动器、输入输出接口、计时器;基于视觉的尺寸检测装置包括光源、相机和计算机;

所述的一种晶体生长过程高宽比控制方法,具体包括以下步骤:(1)育晶罐中装入生长溶液,晶核放到载晶架上后,晶体生长系统进入运行准备状态,在触摸屏上进行初始设定值的设定:生长溶液温度TEM(0),单位为℃,二位小数;生长溶液降温速率ΔTEM,单位为℃/小时,二位小数;载晶架顺时针旋转圈数N1(0),整数;顺时针旋转速度n1(0),单位为转/分钟,整数;顺时针停止时间T1(0),单位为秒,一位小数;载晶架逆时针旋转圈数N2(0),整数;逆时针旋转速度n2(0),单位为转/分钟,整数;逆时针停止时间T2(0),单位为秒,一位小数;旋转圈数上限Nmax,旋转圈数下限Nmin,旋转速度上限nmax,旋转速度下限nmin,停止时间上限Tmax,停止时间下限Tmin,生长溶液温度上限TEMmax,生长溶液温度下限TEMmin;k=0,k是自然数,代表离散时刻,k∈[0,7200];

(2)晶体生长系统进入自动运行状态,计时器T开始计时;

(3)PLC控制直流伺服电机带动载晶架以旋转速度n1(k)顺时针旋转N1(k)圈,然后停止T1(k)秒,再以旋转速度n2(k)逆时针旋转N2(k)圈,停止T2(k)秒;以此方法顺时针旋转、停止、逆时针旋转、停止,循环运行,使生长溶液与晶核充分接触;

顺时针旋转、停止和逆时针旋转、停止时通过基于视觉的尺寸检测装置在线检测晶体的尺寸:高度H(k)和宽度D(k),单位为mm,一位小数;

PLC检测生长溶液的温度,通过控制育晶罐夹套内的电加热器先加热夹套中的水,再通过罐壁热交换使育晶罐内生长溶液的温度控制为TEM(k),控制精度为±0.01℃;

(4)判断计时器T等于1小时是否成立,不成立则转到步骤(3);成立则转到步骤(5);

(5)判断计时器k<7200或TEM(k)

(6)判断 是否成立,成立则转到步骤(17);不成立则转到步骤(7);

(7)判断 是否成立,成立则 当n1(k)

>nmax则n1(k)=nmax,转到步骤(8);不成立则转到步骤(8);

(8)判断 是否成立,成立则 当n2

(k)>nmax则n2(k)=nmax,转到步骤(9);不成立则转到步骤(9);

(9)判断 是否成立,成立则 当N1

(k)>Nmax则N1(k)=Nmax,转到步骤(10);不成立则转到步骤(10);

(10)判断 是否成立,成立则 当

N2(k)>Nmax则N2(k)=Nmax,转到步骤(11);不成立则转到步骤(11);

(11)判断 是否成立,成立则 当T1

(k)

(12)判断 是否成立,成立则 当n1(k)

(13)判断 是否成立,成立则 当n2

(k)

(14)判断 是否成立,成立则 当N1

(k)

(15)判断 是否成立,成立则 当

N2(k)

(16)判断 是否成立,成立则 当T1(k)

>Tmax则T1(k)=Tmax, 当T2(k)>Tmax则T2(k)=Tmax,转到步骤(17);不成立则转到步骤(17);

(17)计时器T清零,TEM(k+1)=TEM(k)-ΔTEM,n1(k+1)=n1(k),N1(k+1)=N1(k),T1(k+

1)=T1(k),n2(k+1)=n2(k),N2(k+1)=N2(k),T2(k+1)=T2(k),k=k+1,计时器T开始计时;

转到步骤(3);

(18)晶体生长结束。