西北電子裝備技術研究所(中國電子科技集團公司第二研究所)郭帝江獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉西北電子裝備技術研究所(中國電子科技集團公司第二研究所)申請的專利一種基于碳化硅生長過程中清潔測溫窗的機構的溫度閉環控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116380249B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-05發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310173958.X,技術領域涉及:G01J5/00;該發明授權一種基于碳化硅生長過程中清潔測溫窗的機構的溫度閉環控制方法是由郭帝江;王宏杰;劉洪濤;王毅;王殿設計研發完成,并于2023-02-28向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于碳化硅生長過程中清潔測溫窗的機構的溫度閉環控制方法在說明書摘要公布了:本發明屬于晶體生長技術領域,具體涉及碳化硅生長過程中清潔測溫窗的機構及溫度閉環控制方法,其中,碳化硅生長過程中清潔測溫窗的機構,包括真空腔室,所述真空腔室的上方安裝有水冷法蘭座,其特征在于,所述真空腔室的上方安裝有支撐座,且所述支撐座位于所述水冷法蘭座的上方,所述支撐座的上方安裝有測溫儀。本發明有效解決了由于測溫窗堵塞而使紅外測溫儀無法有效測溫導致溫度無法實現閉環的問題,當在特定溫度段模型監測到溫度異常時,會判定測溫孔堵塞,通過PLC驅動清潔測溫窗機構對測溫窗進行清潔,保證紅外測溫儀測溫值的準確性,以實現溫度的閉環控制。
本發明授權一種基于碳化硅生長過程中清潔測溫窗的機構的溫度閉環控制方法在權利要求書中公布了:1.一種基于碳化硅生長過程中清潔測溫窗的機構的溫度閉環控制方法,其特征在于,包括如下步驟: S1.首先設置單晶生長爐控制頁面中的三個參數θ、ɑ、β,將設備設置一個溫度判定值θ,同時設置該溫度對應功率的經驗值κ,且設置該功率下對應的溫度偏差經驗值ν,令ɑ=κ,β=ν,ɑ為后續生產過程推算出來θ的對應功率值,β為后續生產過程推算出來的偏差值,ε為偏置量; S2.在下一爐工藝開始前,通過對該設備相同工藝條件下上一爐正常生長過程中θ-30℃與θ+30℃兩個溫度段對應的感應加熱電源的輸出功率進行采樣統計,兩個溫度段采樣數量相同; S3.將兩個溫度段采樣的加熱電源輸出功率值相加求均值μ,使均值服從切比雪夫大數定律慢慢靠近總體均值,因此將此次采樣所求得的輸出功率均值μ與上一爐設置的經驗值ɑ相加,再除以2進一步求均值,將該值賦值給ɑ,以此減小誤差; S4.將求出的均值μ與上一爐設置的經驗值ɑ相減后取絕對值Δ,通過采樣上一爐正常生長過程中θ±β溫度段內溫度與電源輸出功率的比值關系取均值進而求出Δ對應的溫度值,將該值與偏置量ε相加后賦值給β; S5.在新一爐的生長過程中,當輸出功率達到ɑ同時穩定一段時間后,觀察紅外測溫值是否低于更新后的θ-β值,如低于該值則判定測溫孔有堵塞現象,進而通過PLC驅動清潔測溫窗機構對測溫窗自動進行清潔; S6.以此類推,在第n爐生產過程前,通過對n-1爐θ±β兩個溫度段對應的感應電源輸出功率進行采樣,求出均值μ1;同時求出前n-2爐輸出功率的全部采樣數據與設定的經驗值κ求出均值μ2,由于不斷生產采樣的數據量增加,樣本均值逐漸靠近總體均值,同時在不斷的生長過程中伴隨數據量的增加,人工經驗值的影響越來越小;再將μ1與μ2相加除以2進一步求出均值后賦值給ɑ,由于考慮隨著設備的不斷使用,設備狀況會逐漸發生變化,但相鄰爐次設備的狀態情況差異不大,因此進一步求均值相當于增加了上一爐采樣數據的比重; S7.將μ1與μ2相減后取絕對值Δ,通過采樣n-1爐正常生長過程中θ±β溫度段內溫度與電源輸出功率的比值關系取均值μ3,同時將n-2爐θ±β溫度段內溫度與電源輸出功率的比值關系的全部采樣數據取均值μ4,然后將μ3與μ4相加除以2求出溫度與電源輸出功率的比值,進而求出Δ對應的溫度值,將該值與偏置量ε相加后賦值給β; S8.在第n爐的生長過程中,當輸出功率達到ɑ同時穩定一段時間后,觀察紅外測溫值是否低于更新后的θ-β值,如低于該值則判定測溫孔有堵塞現象,會產生報警,并通過PLC驅動清潔測溫窗機構對測溫窗自動進行清潔;否則無堵塞,紅外測溫儀會將溫度值反饋給PLC,通過PLC對溫度分析后調節控制加熱電源的輸出功率實現溫度的閉環控制。
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