單晶(jing)棒等徑(jing)控制是(shi)單晶爐(lú)
控制的(de)重點。單(dan)晶直徑(jing)在生長(zhǎng)過程中(zhōng)課受到(dao)溫度、提(tí)拉速度(du)與轉速(sù)、坩埚跟(gēn)蹤速度(du)與轉速(sù)、生長物(wu)理環境(jing)、保護氣(qi)體的流(liú)速與溫(wen)度、冷卻(que)水流的(de)流速與(yu)溫度等(děng)因素的(de)影響。歸(guī)納起來(lái),無外乎(hu)是熱場(chang)波動和(he)生長速(su)度變化(hua)兩大類(lei)。因此,爐(lu)内熱場(chǎng)設置,生(sheng)長溫度(du)補償、速(sù)度等參(can)數選配(pèi)是控制(zhi)單晶外(wai)形的基(ji)本條件(jian),爐内熱(rè)場和生(shēng)長速度(dù)的精确(què)控制是(shì)單晶等(deng)徑控制(zhì)的重點(diǎn)。由于影(ying)響單晶(jing)等徑生(shēng)長的因(yīn)素較多(duō),控制對(dui)象數學(xué)模型難(nán)以建立(li),且這些(xiē)因素本(ben)身以及(jí)它們之(zhī)間的關(guan)系是模(mo)糊的、不(bu)确定的(de)。系統具(jù)有非線(xiàn)性、時變(biàn)性和大(dà)慣性的(de)特征。因(yin)而,單晶(jing)爐單晶(jīng)等徑生(sheng)長控制(zhi)采用模(mó)糊控制(zhì)策略是(shì)比較合(he)适的。
單(dān)晶等徑(jìng)生長在(zai)忽略一(yi)些幹擾(rao)因素影(yǐng)響情況(kuàng)下,主要(yào)受溫度(dù)和拉速(sù)影響。如(rú)果恒定(ding)溫度而(ér)僅從生(shēng)長速度(du)控制直(zhi)徑,外形(xing)固然可(ke)以得到(dào)快速保(bao)證,但生(sheng)長速度(du)的大幅(fú)度調節(jie)會造成(chéng)單晶微(wēi)觀質量(liang)缺陷。反(fǎn)之,如果(guo)恒定速(sù)度而僅(jǐn)從溫度(du)調節來(lai)控制直(zhí)徑,由于(yu)這種控(kòng)制系統(tǒng)是一個(gè)緩慢時(shí)變,并且(qiě)具有确(què)定性擾(rao)動和随(suí)機幹擾(rǎo)的非最(zuì)小相位(wèi)系統,用(yòng)一般常(chang)規儀表(biǎo)控制手(shǒu)段來實(shi)現自動(dong)控徑極(jí)爲困難(nán)。隻有對(duì)溫度和(he)生長速(sù)度進行(háng)綜合控(kong)制,才能(néng)完成等(děng)徑自動(dong)控制。