晶體生長超低速控制技術(shù)的研究.pdf

1、人工晶體生長過程的關(guān)鍵控制技術(shù)以晶體生長運動裝置低速控制、基于生長模型的等徑控制和晶體生長系統(tǒng)可視化等技術(shù)最為重要。成份均勻、結(jié)構(gòu)完整、缺陷少的高質(zhì)量晶體生長主要受到生長控制技術(shù)和設(shè)備穩(wěn)定精確運行等條件的制約，等徑控制精度決定著晶體生長的成??；低速運動的速度穩(wěn)定性和速度跟蹤精度主要受摩擦力矩、電機波動力矩等因素影響，高精度且穩(wěn)定的晶體生長運動裝置低速控制技術(shù)是等徑生長的保障；晶體生長過程工藝參數(shù)復(fù)雜、可重復(fù)性差，摸索最佳的生長工藝參數(shù)周

2、期長，費用高。 依據(jù)激光晶體生長的工藝要求，完成了低速運動裝置的系統(tǒng)設(shè)計，針對裝置低速運行時摩擦轉(zhuǎn)矩的不確定性帶來的速度不穩(wěn)定問題，采用具有預(yù)緊力的精密滾珠絲桿副和導(dǎo)軌副；通過負載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量的計算，合理選擇伺服電機，速度控制回路采用變增益的控制方案以抵消各種干擾因素。 在分析了上稱重法自動直徑控制技術(shù)工作原理的基礎(chǔ)上，研究了上稱重法自動直徑控制的機械結(jié)構(gòu)、電氣控制、系統(tǒng)標定等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了晶體瞬時生長速率精確而平穩(wěn)

3、的自動控制，解決了激光晶體生長中自動直徑控制的難題。建立了晶體生長過程實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)了過程數(shù)據(jù)的備份、查詢及分析。 對提拉法生長晶體的工藝流程進行詳細的分析，結(jié)合對結(jié)晶過程產(chǎn)生主要影響的因素，建立描繪晶體生長的物理模型，并對晶體的生長過程進行仿真建模，采用OpenGL編寫計算機仿真軟件，實現(xiàn)提拉法生長晶體的數(shù)據(jù)可視化。 超低速控制技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計方案確保了提拉裝置的速度跟蹤精度，提拉裝置實時運行數(shù)據(jù)表明，速度跟蹤誤差