ОПТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ ИЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО РАСПЛАВА МЕТОДОМ ЧОХРАЛЬСКОГО


https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-2-32-39

Полный текст:


Аннотация

Рассмотрены вопросы оптического мониторинга уровня расплава и диаметра кристалла, выращиваемого из высокотемпературного расплава методом Чохральского. Представлены результаты исследований, выполненных в Институте автоматики и электрометрии СО РАН при разработке системы технического зрения для цифровых комплексов управления автоматическими ростовыми установками. В состав системы входят лазерный триангуляционный сенсор, измеряющий уровень расплава в тигле, и цифровая видеосистема со средствами обработки данных, осуществляющая контроль диаметра выращиваемого кристалла. Проанализированы метрологические проблемы, имеющие важное значение для корректного управления процессом выращивания кристаллов, связанные с нестационарностью и вариациями кривизны поверхности расплава, а также с проявлением параллакса изображения зоны кристаллообразования, формируемого оптической измерительной системой. Обсуждены схемы совместных измерений уровня расплава и диаметра кристалла, позволяющие исключить систематическую составляющую погрешности измерений, связанную с вращением расплава.


Об авторе

C. В. Михляев
Институт автоматики и электрометрии СО РАН
Россия
доктор технических наук, ученый секретарь


Список литературы

1. Gevelber, M. Modelling requirements for development of an advanced Czochralski control system / M. Gevelber, D. Wilson, N. Duanmu // J. Cryst. Growth. – 2001. – V. 230, N 1. – P. 217—223.

2. Бердников, В. С. Гидродинамика и теплообмен при вытягивании кристаллов из расплавов. Ч. 2. Численные исследования режима свободной конвекции / В. С. Бердников // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. – 2008. – № 3. – С. 4—17.

3. Mikhlyaev, S. V. A computer vision system to control the process of crystal growth / S. V. Mikhlyaev, E. S. Nejevenko // Pattern Recognition and Image Analysis. – 1999. – V. 9, N 1. – P. 156—158.

4. Багдасаров, Х. С. Высокотемпературная кристаллизация из расплава / Х. С. Багдасаров – М. : Физматлит, 2004. – 160 с.

5. Gartner, K. J. An electronic device including a TV-system for controlling the crystal diameter during Czochralski growth / K. J. Gartner, K. F. Rittinghaus, A. Seeger, W. Uelhoff // J. of Cryst. Growth. – 1972. – V. 13. – 14. – P. 619—623.

6. Shiraishi, Y. Growth of silicon crystal with a diameter of 400 mm and weight of 400 kg / Y. Shiraishi, K. Takano, J. Matsubara, T. Iida, N. Takase, N. Machida, M. Kuramoto, H. Yamagishi // Ibid. – 2001. – V. 229, N 1. – P. 17—21.

7. Huang, L.Y. On the hot−zone design of Czochralski silicon growth for photovoltaic applications / L. Y. Huang, P. C. Lee, C. K. Hsieh, W. C. Hsu, C. W. Lan // Ibid. – 2004. – V. 261, N 4. – P. 433—443.

8. Шашков, Ю. М. Выращивание монокристаллов методом вытягивания / Ю. М. Шашков – М. : Металлургия, 1982. – 312 с.

9. Михляев, С. В. Анализ оптических триангуляционных систем измерения профиля зеркальной поверхности / С. В. Михляев // Автометрия. – 2005. – Т. 41, № 4. – С. 78—91.

10. Amann, M. – C. Laser ranging: a critical review of usual techniques for distance measurement / M.- C. Amann, T. Bosch, M. Lescure, R. Myllyla, M. Rioux // Opt. Eng. – 2001. – V. 40, N 1. – P. 10—19.

11. Михляев, С. В. Применение методов оптической триангуляции для измерения уровня расплава при выращивании кристаллов / С. В. Михляев // Автометрия. – 2003. – Т. 39, № 5. – С. 30—41.

12. Beaudet, P. R. Rotational invariant image operators / P. R. Beaudet // Proc. Fourth Int. Conf. on Pattern Recognition. – Kyoto (Japan), 1978. – P. 579—583.

13. Михляев, С. В. Исследование неитерационного метода наименьших квадратов для оценивания параметров аппроксимирующей окружности / С. В. Михляев // Вычислительные технологии. – 2008. – Т. 13, № 5. – С. 41—50.

14. Михляев, С. В. Информационные характеристики изображения зоны кристаллообразования в методе Чохральского / С. В. Михляев, О. И. Потатуркин // Автометрия. – 2008. – Т. 44, № 6. – С. 35—48.

15. Щелкин, Ю. Ф. Определение формы жидкого столбика при выращивании монокристаллов методом Чохральского из расплава со свободной поверхностью / Ю. Ф. Щелкин // Физика и химия обработки материалов. – 1971. – № 3. – С. 29—33.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Михляев C.В. ОПТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ ИЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО РАСПЛАВА МЕТОДОМ ЧОХРАЛЬСКОГО. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2013;(2):32-39. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-2-32-39

For citation: Mikhlyaev C.V. OPTICAL MONITORING OF CZOCHRALSKI CRYSTALS GROWTH FROM HIGH-TEMPERATURE MELT. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2013;(2):32-39. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-2-32-39

Просмотров: 239

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)