Устройство для автоматического управления процессом выращивания монокристаллов из расплава
Авторы патента:
Изобретение относится к устройствам выращивания монокристаллов из расплава и может быть использовано при производстве монокристаллов по методу Чохральского. Сущность: устройство дополнительно содержит задатчик скорости кристаллизации и сравнивающее устройство, при этом выходы задатчика скорости кристаллизации и аналого-дискретного дифференциатора соединены с входом контура стабилизации частоты вращения монокристалла через сравнивающее устройство. 1 ил.
Изобретение относится к устройствам производства монокристаллов из расплава и может быть использовано при производстве монокристаллов по методу Чохральского.
Известно устройство для выращивания монокристаллов из расплава в тигле, включающее камеру, тигель с расплавом, нагреватель, привод перемещения затравки, цепь измерения перемещения затравки датчик веса монокристалла, цепь, включающая переменный резистор, механически связанный с приводом перемещения затравки, компаратор, выдающий сигнал управления, пропорциональный дифференциальному соотношению веса к длине монокристалла, устройство регулирования, связанное с компаратором и приводом вытягивания, обеспечивающий процесс стабилизации дифференциального соотношения веса монокристалла к его длине и диаметра монокристалла [1]. Однако известное устройство имеет недостаток заключающийся в том, что в схеме управления отсутствует функциональный преобразователь который необходим для автоматического управления частотой вращения растущего монокристалла на его конусной и цилиндрических частях. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению известно устройство содержащее регулятор и силовой блок, контуры стабилизации частоты вращения и перемещения монокристалла, датчик массы монокристалла, дискретный датчик высоты подъема монокристалла, аналого-дискретный дифференциатор, функциональный преобразователь, сравнивающее устройство [2] . Отсутствие задатчика скорости кристаллизации монокристалла и отсутствие связи выходов задатчика и аналого-дискретного дифференциатора с входом контура стабилизации частоты вращения монокристалла не обеспечивает устройству свойства самонастройки на плоский фронт кристаллизации, вследствие чего известное устройство имеет невысокую точность работы с большим количеством дислокаций и напряжений в монокристаллах, т.е. с плохими физическими качествами получаемых монокристаллов. Цель изобретения - обеспечение устройству свойства самонастройки и повышение точности работы. Цель достигается включением в устройство задатчика скорости кристаллизации и второго сравнивающего устройства и соединением выходов задатчика скорости кристаллизации монокристалла и аналого-дискретного дифференциатора с входом контура стабилизации частоты вращения монокристалла через второе сравнивающее устройство. На чертеже изображена функциональная блок-схема устройства. Устройство содержит нагреватель 1, расплав 2, тигель 3, монокристалл 4, шток 5, датчик 6 массы монокристалла, контур 7 стабилизации частоты вращения монокристалла, дискретный датчик 8 высоты подъема монокристалла, силовой блок 9, регулятор 10, первое сравнивающее устройство 11, второе сравнивающее устройство 12, аналого-дискретный дифференциатор 13, задатчик 14 массы монокристалла, задатчик 15 скорости кристаллизации, первый интегратор 16, второй интегратор 17, третий интегратор 18, первый выключатель 19, второй выключатель 20, третий выключатель 21. Устройство работает следующим образом. Ростовая температура в тигле 3 с расплавом 2 поддерживается на номинальном уровне с помощью нагревателя 1, питаемого силовым блоком 9. В шток 5 встроен датчик 6 массы монокристалла, выдающий измеренное значение текущего веса монокристалла в функции времени Mn(t). Вращение штока 5 вместе с датчиком 6 массы и монокристаллом 4 осуществляется контуром 7 стабилизации частоты вращения монокристалла. Дискретный датчик 8 высоты подъема монокристалла соединен со штоком 5, выдает импульсы, следующие через интервалы dt, которые поступают по входу j на аналого-дискретный дифференциатор 13, на который по входу К поступает информация о текущем измеренном значении массы монокристалла M![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088785.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088786.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088787.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088788.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088789.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088790.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088791.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088792.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088793.gif)
N1(t) = F.2-ka1(t). (9) Число N1(t) при замкнутом выключателе 19 из интегратора 16 поступает в интегратор 17, у которого на выходе n за то же время в интервале от нуля до t будем иметь в результате второго интегрирования
N2(t) = F
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088794.gif)
N2(t) =
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088795.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
N3(t) =
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088796.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
N2(t) =
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088797.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/177.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088798.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3088799.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/177.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к способу регенерации насыщенных растворов поглотителей влаги (моно-ди-, триэтиленгликолей), которые используют в качестве абсорбентов для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов
Изобретение относится к технике выращивания кристаллов вытягиванием методом Чохрального в автоматическом режиме
Изобретение относится к автоматизации управления и контроля технологических процессов коксовой батареи
Изобретение относится к способу регулирования качества теста или других подобных вязкоупругих материалов, а именно к постоянному инспектированию физических свойств непрерывно подаваемой полоски теста или других подобных вязкоупругих материалов, посредством чего получают информацию относительно состава исходных материалов и осуществляют регулирование качества вязкоупругих материалов в процессе их обработки
Изобретение относится к нефтепереработке и может быть использовано в товарных цехах заводов при непрерывном смешении мазутов путем каскадного смешения набора нефтепродуктов, предварительно сформированных из отдельных компонентов
Изобретение относится к области контроля производства растворов моно- и диаммонийфосфатов, в частности жидких комплексных удобрений (ЖКУ) марки 8-24-0, и может быть использовано в качестве экспресс-контроля за содержанием азота и оксида фосфора (V) в продукте
Изобретение относится к технике выращивания кристаллов вытягиванием методом Чохрального в автоматическом режиме
Способ получения кристаллического полупроводникового материала и устройство для его осуществления // 2022067
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и предназначено для получения особо чистых кристаллов кремния
Изобретение относится к области искусственных монокристаллов и может быть использовано в ювелирной промышленности при изготовлении вставок в ювелирные изделия, иммитирующих изумруд, аквамарин, сапфир, аметист
Изобретение относится к области искусственных монокристаллов и может быть использовано в ювелирной промышленности при изготовлении вставок в ювелирные украшения, имитирующих изумруд, аквамарин, сапфир, аметист
Способ выращивания монокристаллов германия // 2014372
Изобретение относится к металлургии полупроводниковых материалов и может быть использовано для получения германия с высоким временем жизни неосновных носителей заряда ( н ) и низким отношением времени жизни основных носителей заряда к времени жизни неосновных носителей заряда (К = o / н)
Способ выращивания монокристаллов кремния // 1824958
Изобретение относится к способам получения монокристаллов полупроводников и может быть использовано в цветной металлургии и электронной промышленности
Изобретение относится к способу непрерывного получения профилированных кристаллических изделий из расплава и позволяет регулировать форму поперечного сечения выращиваемых изделий, увеличить их длину, получать изделия с криволинейной продольной осью и изделия малой толщины