直拉锗单晶直径测量控制系统技术方案

直拉锗单晶直径测量控制系统，其特征在于：系统中有摄像机，图像处理装置和自动控制单元，摄像机采集锗单晶等径生长的图像，图像处理装置识别固液交接面光圈位置和计算固液交接面光圈的曲率半径，使自动控制单元实现锗单晶的等径生长。本发明专利技术的有益效果是：图像处理卡只对采集图像的光圈部分进行分析，减少数据传输量，降低系统对硬件的性能要求；无需椭圆到圆的复杂映射，只需采集指定点的曲率半径即可根据曲率半径的变化规律进行等径控制；摄像头可将采集的锗单晶生长图像集中传输到一起进行图像处理和分析，便于生产人员实时监控多台设备，降低锗单晶生长的劳动强度；能够最大限度利用现有的设备装置，避免电气控制系统的重复设计与投资。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于直拉单晶过程中一种基于嵌入式系统的在线控制单晶直径的

技术介绍
锗单晶是红外领域和半导体工业的重要材料，目前直拉法(Czochralski，CZ法)是制造锗单晶的重要方法。该方法通过设计合理的热场，将多晶锗料投入到坩锅中，并保持一定的温度和压力环境。将籽晶浸入溶液，在合适的热场环境中，溶液中的锗原子会在籽晶与熔液的固液交接面沿籽晶原有的锗原子排列结构继续排列，缓缓将籽晶提升，则可以在籽晶下部形成与籽晶结构一致的单晶体。加热器的温度，籽晶的提拉速度，籽晶的旋转速度以及坩锅的旋转速度都对所生成的单晶体的直径有一定的影响。在晶体生长初期为了消除机械加工、热冲击等原因对籽 晶造成的位错，先生长直径在Φ (2 5) mm的一段单晶(这段单晶称为细颈)，该过程称为引细颈；引细颈过程结束后，通过控制加热器温度、籽晶的提拉速度、籽晶的旋转速度以及坩锅的旋转速度使单晶直径平缓增长直到接近预设直径，该过程称为放肩和转肩；随后控制这些参数使晶体直径基本保持在预设直径附近直到达到预定的单晶长度，该过程称为等径(这个阶段是晶体生长的主要阶段)；达到预定长度后，控制这些参数使单晶的直径本文档来自技高网...

【技术保护点】
直拉锗单晶直径测量控制系统，其特征在于：系统中有摄像机⑷，图像处理装置⑸和自动控制单元⑹，摄像机⑷置于单晶炉观察窗的位置，用于图像观察和同步采集锗单晶等径生长的图像数据，并将图像数据传给图像处理装置⑸；图像处理装置⑸用于对摄像机采集的图像数据进行分析，识别固液交接面光圈⒄的位置及光圈与三条预设直线⒅的相交点位置，并根据这三个相交点位置的坐标拟合出固液交接面光圈⒄的曲率半径，传输给自动控制单元⑹；自动控制单元⑹根据图像处理装置⑸实时传递来的曲率半径数据，进行比较后，发出加热器功率、晶体生长速度和坩埚转速的自动控制信息，实现锗单晶等径生长。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵逸群，张二平，贾钰超，程海娟，李洪兵，姜杰，陈骥，刘建红，莫文聪，许红，
申请(专利权)人：云南北方驰宏光电有限公司，
类型：发明
国别省市：