大直径直拉硅单晶等径的PID参数优化

来源期刊：稀有金属2010年第6期

论文作者：姜舰 邓树军 戴小林 吴志强 朱秦发 刘冰

文章页码：945 - 949

关键词：大直径;直拉;单晶直径;PID参数;

摘    要：随着国内硅材料应用技术不断发展,在大直径单晶的直径生长控制方面除了在设备上采用更加先进的双CCD系统,同时也对单晶生长的直径PID提出了更加严格的要求,因此研究单晶生长的直径PID参数设置有着重要意义。以等径阶段PID参数设置为研究对象,采用晶体生长的实验方法研究了不同PID参数控制对晶体生长的影响,分析了不同参数的作用,最终获得了大直径CZ硅等径生长的优化PID控制参数。实验选用TDR-150型单晶炉,Φ700 mm热场系统,一次性投入200 kg多晶硅,拉制目标直径400 mm的大直径硅单晶。从实验中可以分别得到4条晶体生长等径过程中直径波动曲线以及4张等径过程中实际拉速及晶体生长速率波动图。通过对比分析,实验确认了PID 3个参数（P值比例增益,D值微分,I值积分）的合理取值范围及其作用效果:应使P值在系统具备较高灵敏度和稳定控制的平衡点;使D部分在系统频率特性的中频段,以改善系统的动态性能;而使I值在系统频率特性的较低频段,以提高系统的稳态性能,同时又能够作用于长期控制。