Система управления процессом нагрева при диффузионном формировании многослойных полупроводниковых структур

 

Изобретение относится к области автоматического контроля и управления в электронной и электротехнической промышленности и может быть использовано для управления процессом нагрева в трубчатых электропечах при изготовлении многослойных полупроводниковых структур по диффузионной технологии. Целью изобретения является повышение точности системы. Система содержит трубчатую печь 1 с секциями электронагревателей 2, 3, 4, термоэлектрические преобразователи 7, 8 и 9, блоки 10, 11 и 19 сравнения, регуляторы 12, 13 и 22 температуры, тиристорные блоки 14, 15 и 24, блок 17 вычисления коэффициента диффузии, интегратор 18, ключ 21, задатчик 20 глубины диффузии, программный задатчик 23 температуры. Система позволяет обеспечить требуемую глубину диффузии примесей при получении многослойных полупроводниковых структур за счет учета фактической скорости диффузии и коррекции по ней продолжительности всего процесса и тем самым повысить выход годных приборов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ)5 С 05 0 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4376225/24-24 (22) 08.02.88 (46) 07.05.90. Бюп. Р 17 (71) Запорожский индустриальный ин ститут . (72) Ю.N. Зинченко, В. И. Гранковский, Н,С.Минаков, А.В.Падалко и В.В,Сергеев (53) 62. 50 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 673984, кл. С 05 В 17/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N -491124,,кл. G 05 D 23/19, 1974. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЧ ПРОЦЕССОМ

НАГРЕВА ПРИ-ДИФФУЗИОННОИ ФОРИИРОВАНИН

МНОГОСЛОЙНЫХ ПОЛУПРОВОДНИ1ОВЫХ СТРУ1<ТУР (57) Изобретение относится к области автоматического контроля и управления в электронной и электротехнической промышленности и может быть использовано для управления процессом нагрева

„.80„„1562892 А 1

2 в трубчатых электропечах при изготовл енин мна гослойных полупроводниковых структур по диффузионной технологии.

Пелью изобретения является повышение точности систем1. Система содержит трубчатую печь 1 с секциями электронагревателей 2, 3, 4, термоэлектрические преобразователи 7, 8 и 9, блоки 10, 11 и 19 сравнения, .регуляторы 12, -13 и 22 температуры, тиристорные блоки 14, 15 и 24, блок 17 вычисления коэффициента диффузии, интегратор 18, ключ 21, задатчик 20 глубины диффузии, программный задатчик 23 температуры. Система позволяет обеспечить требуемую глубину диффузии примесей при получении многослойных полупроводниковых структур за счет учета фактической скорости диффузии и коррекции по ней продолжительности всего процесса и тем самым повысить выход годных приборов. 1 ил.

1562892

Изобретение относится к автоматическому контролю и управлению в электронной и электротехнической промышленности и может бьггь использовано для управления процессом нагрева в трубчатых электропечах при изготовлении многослойных полупроводниковых структур по диффузионной технологии.

Целью изобретения является повыше- )0 йие точности системы, На чертеже представлена блок-схема системы управления.

Система содержит трубчатую печь 1 с секциями электронагревателей 2 — 4, распределенными равномерно вдоль муфеля 5 печи, в котором помещена лодочка с обрабатываемыми пластинами 6, термоэлектрические преобразователи

7 — 9, блоки 10 и 11 сравнения, регу- 20 ляторы 12 и 13 температуры, тиристорные блоки 14 и 15, инерционное звено

16, блок 17 вычисления коэффициента диффузии, интегратор 18, блок 19 сравнения, задатчик 20 глубины диффу- 25 зии, ключ 21, регулятор 22 температуры, программный задатчик 23 темпера7ypst, тиристорный блок 24.

Система работает следующим образом. 30

В соответствии с программой нагрева в печи, задаваемой задатчиком 23, регулятор 22 устанавливает мощность нагрева в центральном нагревателе 3.

При отклонении температур в крайних зонах нагревателей 2 и 4 от температуры в центральной зоне, контролируе- мом дифференциально связанными термонреобразователями ? — 9, в устройствах 10 и 11 сравнения формируются 40 сигналы рассогласования, которые "подаются соответственно на регуляторы температуры 12 и 13. Б зависимости от реализованных законов регулирования регуляторы 12 и 13 через соответ- 15 ствующие тиристорные блоки 14 и 15 изменяют напряжение, подводимое к нагревателям 2 и 4. Таким образом обеспечивается плоский профиль температуры по длине печи.

Фактическое значение температуры в центральной реакционной зоне преобразуется термопреобразователем 9 в соответствующий сигнал и через инерционное звено 16, имитирующее запаздывание в передаче тепла от нагревателей через муфель к изделию, подается на вычислительный блок 17, осуществляющий расчет текущего значения, коэффициента диффузии в зависимости от температуры Т и введенных постоянных Da и Е, характеризующих диффузант. Блок 18 интегрирования, работающий в реальном масытабе времени, выдает на блок 19 сравнения текущее значение глубины диффузии. При достижении заданной глубины, устанавливаемой задатчиком 20, с блока 19 сравнения подается сигнал на ключ 21, который переключает программный задатчик

23 температуры на снижение температуры печи. Таким образом, возможные самопроизвольные изменения температуры в печи учитываются путем изменения времени нагрева, корректирования программы нагрева, Система позволяет обеспечить требуемую глубину диффузии примесей при получении многослойных полупроводниковых структур и в связи с этим повысить процент выхода годных приборов, Формула изобретения

Система управления процессом нагрева при диффузионном формировании многослойных полупроводниковых структур, содержащая трубчатую печь, первую, вторую и третью секции электронагревателей, причем первая, третья и вторая секции электронагревателей расположены равномерно вдоль трубчатой печи, входы первого, второго и третьего электронагревателей подключены к выходам соответственно перво" го, второго и третьего тиристорных блоков, силовые входы которых подключены соответственно к первой, второй и третьей шинам питания, а управляющие входы — соответственно к выходам первого, второго и третьего регуляторов температуры, первая, вторая и третья секции электронагревателей содержат, соответственно первый, второй и третий термоэлектропреобразова" тели, выходы первого и второго термоэлектропреобразователей соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков сравнения, выходы котбрых подключены к входам соответственно первого и второго регуляторов, а вторые входы — к выходу третьего термоэлектропреобразователя, кроме того, система содержит программный задатчик температуры и третий блок сравнения, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точ"

Составитель Е. Власов

Редактор И.Шулла Техред. М.Ходанич Корректор Э.Лончакова

Тираж 657

Заказ 1064

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,103

5 1562892 . 6 ности системы, в нее введены интегра- интегратор к первому входу третьего тор, инерционное звено, задатчик глу- блока сравнения, второй вход которого бины диффузии, блок вычисления коэф- соединен с выходом задатчика глубины фициента диффузии и ключ, причем вы- диффузии, а выход — с управлякщим ход третьеао термоэлектропреобразова входом ключа, выход которого подклютеля подключен к входу инерционного чен к входу третьего регулятора, а звена, подключенного выходом к входу информационный вход ключа подключен блока вычисления коэффициента диффу- к выходу программного задатчика темзии, выход которого подключен через пературы.