Preview

Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie

Advanced search

Control of Cultivation of Leicosapphir Crystals

https://doi.org/10.17587/mau.18.840-846

Abstract

A model is developed for controlling the heating and the rate of drawing of leicosapphir crystals, when grown from a liquid melt. The model operates in real-time, on modern controllers, providing a flat front of crystal crystallization throughout the process. A block diagram of the weight control system for growing leucosapphire crystals is presented based on weighing the descending melt in a crucible and obtaining a control signal in function of deviating the current crystal area from a given one. The above model control heating and crystal pulling rate of sapphire crucible stationary liquid melt operates based on reference shape of the growing crystal and the axial gradient throughout the process and allows to set the drawing speed and the power for the heating installation, before starting the growth process. On the basis of the liquid melt, which changes during the growth of the weight, a correction signal is introduced in the control system as a deviation of the varying weight of the crucible with the melt from the programmed one on the cylindrical part of the grown crystal. The control signal, as an integral component, is introduced into the heating power circuit, and as proportional to the pulling speed loop, periodically each cycle of the crystal moving by 1 mm, provides the given shape of the grown cylindrical part of the crystal. The results of this work can be used in the design and modernization of existing growth plants for the growth of leucosapphire crystals from a fixed crucible with a melt.

About the Author

S. P. Sakhansky
Reshetnev Siberian Universsity of Science and Technology
Russian Federation


References

1. Багдасаров Х. С. Высокотемпературная кристаллизация из расплава. М.: Физматлит, 2004. 160 c.

2. Клунникова Ю. В. Модель влияния параметров технологического процесса получения сапфира на качество кристаллов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2010. № 7 (108). С. 198-203.

3. Bardsley W., Green G. W., Holliday C. H., Hurle D. T. J. Grystal Growth. 1972. vol. 16, no. 3, pp. 277-279.

4. Blumberg H., Reiche P., Watringer W. A. Czochralski crystal puller automated by the weighing metod // Crystal Research and Technology. 1981. vol. 10, no. 11, pp. 1323-1338.

5. Blumberg H., Reiche F. A. Czochralski crystal puller automated by the weghing technigue // Eur. Meet. Cryst. Growth., 82: Mater. Electron. Prague, Aug, 23-28, 1982, Usti nad Labem, s. a., pp. 51-52.

6. Шендерович И. Л., Шубский Г. И. Принципы построения систем управления процессом выращивания монокристаллов методом Чохральского // Научные труды Гиредмета. 1976. Т. 78. С. 111-115.

7. Саханский С. П. Управление температурой нагревателя на установке выращивания монокристаллов германия // Мехатроника. Автоматизация. Управление. 2008. № 1. C. 42-46.

8. Саханский С. П., Баркин C. М. Модель управления температурой при выращивании кремния // Вестник СибГАУ. 2010. Т. 3, Вып. 29. С. 149-153.

9. Саханский С. П., Якобсон М. Е. Модель управления скоростью вытягивания монокристаллов кремния // Вестник СибГАУ. 2010. Т. 5, Вып. 31. С. 254-258.

10. Саханский С. П. Управление скоростью вытягивания на установке выращивания монокристаллов германия // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2008. № 4. C. 7-11.

11. Саханский С. П. Управление температурой при выращивании монокристаллов германия // Автоматизация и современные технологии. 2009. № 3. С. 8-10.

12. Саханский С. П. Управление скоростью вытягивания при выращивании монокристаллов кремния // Мехатроника. Автоматизация. Управление. 2010. № 8. C. 37-39.

13. Саханский С. П. Модель управления формой при выращивании монокристаллов германия // Нано- и микросистемная техника. 2012. № 6. C. 2-5.

14. Саханский С. П. Задание температуры при выращивании монокристаллов кремния // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2011. № 2. C. 44-48.

15. Саханский С. П. Управление формой полупроводниковых кристаллов при выращивании по способу Чохральского // Журнал СФУ. Техника и технологии. 2014. Т. 7, Вып. 1. С. 20-31.

16. Саханский С. П. Управление процессом выращивания монокристаллов германия. Красноярск: Изд. СибГАУ, 2008. 104 с.

17. Благовещенский Ю. В. Вычисление элементарных функций на ЭВМ. Киев: Техника, 1977. 207 с.

18. Физические величины: Справочник / А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 c. Control of Cultivation of Leicosapphir Crystals


Review

For citations:


Sakhansky S.P. Control of Cultivation of Leicosapphir Crystals. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2017;18(12):840-846. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.18.840-846

Views: 438


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-6427 (Print)
ISSN 2619-1253 (Online)