Устройство для контроля диаметра монокристалла

 

Изобретение относится к технологии выращивания кристаллов, а именно к управлению и измерению геометрических параметров кристаллов в процессе их выращивания, и позволяет расширить функциональные возможности и повысить точность определения диаметра кристалла. Устройство содержит передающую камеру, телевизионный приемник, компаратор напряжения и ряд логических схем. Работа устройства основана на подсчете импульсов в интервале строчной развертки телевизионного приемника. 1 ил.

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) С 30 B 15/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М (21) 4707296/26 (22} 19.06,89 (46} 07.10.91. Бюл, ¹ 37 (72) Н.В,Нечаев, Г,Н.Фалилеев и В.В.Казаков (53) 66.012-52(088.8) (56) Патент ГДР

¹1322234,,кл. С,30 В 15/20, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 550958, кл, В 01 Л 17/10, 1976, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРА МОНОКРИСТАЛЛА

Изобретение относится к технологии выращивания монокристаллов, а именно к управлению и измерению геометрических размеров кристаллов в процессе их выращивания.

Целью изобретения является повышение точности измерения диаметра монокристалла.

На. чертеже представлена блок-схема устройства контроля диаметра монокристдлла.

Устройство содержит двоичные счетчики 1 и 2, первый формирователь 3, телевизионный приемник 4, схему ИЛИ 5, схему И б, второй формирователь 7, схему НЕ-И 8, кварцевый генератор 9 импульсов, компаратор 10, передающую камеру 11, третий счетчик 12, схему 13 сравнения, управляющий вход 14, информационный выход 15 и вход

16 задания диаметра кристалла.

Устройство контроля диаметра монокристалла работает следующим образом.

Передающая камера 11, которая передает изображение кристалла. Устанавлива!

Ж «1682414 А1 (57) Изобретение относится к технологии выращивания кристаллов, а именно к управлению и измерению геометрических параметров кристаллов в процессе их выращивания, и позволяет расширить функциональные возможности и повысить точность определения диаметра кристалла.

Устройство содержит передающую камеру, телевизионный приемник, компаратор напряжения и ряд логических схем. Работа устройства основана на подсчете импульсов в интервале строчной развертки телевизионного приемника, 1 ил. ется на водоохлаждаемое окно рабочей камеры для выращивания кристалла. Предварительно все счетчики 1, 2, 12 устройства устанавливают в ноль. На счетный вход первого реверсивного двоичного счетчика

1 с выхода сигнала синхронизации кадров телевизионного приемника 4 поступают импульсы синхронизации кадров. В зависимости от присутствия на управляющем входе 14 логической единицы, нуля или высокого импеданса реверсивный двоичный счетчик 1 работает соответственно на сложение, на вычитание или останов счета. Одновременно по заднему фронту сигнала синхронизации кадра первый формирователь 3 формирует сигнал "Разрешение записи", который поступает на соответствующий вход второго двоичного счетчика 2. В результате с частотой сигнала кадровой синхронизации во второй реверсивный двоичный счетчик 2 с предварительной записью переписывается число, записанное в этот момент времени в реверсивном двоичном счетчике 1. Одновремен1682414 но на вычитающий вход реверсивного двоичного счетчика 2 с предварительной записью поступают с выхода сигнала синхроHM334NvI строк телевизионного приемника 4 строчные синхрониэирующие импульсы.

Информационные вь:ходы второго двоичного счетчика 2 обьединены через схему ИЛИ

5, выход схемы ИЛИ 5 подключен к первому входу схемы И 6, к встречному входу подключен выход второго формирователя 7, который формирует стробимпульс из сигнала синхронизации строк телевизионного приемника, Таким образом, подавая на управляющий вход логическук) единицу или ноль, в первый счетчик 1 можно записывать любое число, которое ограниченс только количеством разрядов двоич,ного счетчика 2. 3то двоичное число переписывают во второй двоичный счетчик 2 и вычитают из него с частотой строчной развертки по единице с учетом того, что информэцлонные выходь счетчика 2 через схему ИЛИ 5 подкл.:чены к схеме И 6, Выход сх.=мы И 6 подключен к выходу. видеоусилителя телевизионного приемника 4 и стробируется с импульсом напряжения, формируемым вторым формирователем 7 из строчных синхроимпульсов. При этом на экране телевизионного приемника формируется "маркер". Ширина этого маркера и местонахождение по ширине экрана телевизионного приемника определяются тслькс длительностью формируемого импульса и его местбнахождением на период строчной развертки.

Движение этого маркера по вертикали экрана приемника 4 опрецеляется числом строк, которое задается первым двоичным счетчиком 1, Таким образом, подавая на управляющий вход 14 логичес <ую единицу и ноль, можно двигать маркер по экрану вверх и вниз.

Для измерения диаметра кристалла в требуемой точке необходимо подвести маркер к требуемой точке измерения путем подачи логической единицы или нуля на управляющий вход 14. Импульсы блока синхронизации строк поступают на вычитающий вход второго двоичного счетчика

2 и вычитают из него по единице. Когда счетчик 2 обнулится, на выходе схемы ИЛИ

5 появится логический ноль, который поступает на схему НЕ-И 8. Этот момент времени соответствует строке на экране телевизионного приемника, где установлен маркер, т.е, требуемой точке измерения. На второй вход схемы НЕ-И 8 поступают импульсы от кварцевого генератора 9, а на первый сигнал — от компаратора

55 разование длительности импульса срабатывания. Компараторы Т в частоту, т.е. диаметр пропорционален d = f,T. Таким образом, чем выше дисфетизация по частоте; тем с большей точностью задается диаметр кристалла, 10

10, на вход которого поступает видеосигнал от передающей камеры 11, Компаратор настраивается таким образом, чтобы точно уловить изменение контраста на поверхности раздела фаз кристалл-расплав. Наиболее точным методом контроля и регулировки диаметра кристалла в процессе выращивания является контроль его диаметра в точке мениска кристалла, вытягиваемого из расплава. поэтому маркер подводится именно в эту точку.

При срабатывании компараторэ 10 от уровня напряжения видеосигнала, последний вырабатывает нэ своем выходе логический ноль, который поступает на первый вход схемы НЕ-И 8 и дает разрешение на прохождение последовэтелы:ости импульсов на счетный вход третьего двоичного счетчика 12, При уменьшении уровня видеосигнала ниже установленного на компараторе 10 опорного уровня последний перекл1очэется и выдает на своем выходе логическую единицу, которая дает запрет на прохождение тактовых импульсов от генератора 9 на счетный вход третьего двоичного счетчика 12. В это время в счетчика

12 записано двоичное число и, пропорциональное диаметру кристалла, При проявлении следующего кадра телевизионного приемника 4 процесс повторяется. Срабатывает компаратор 10, по переднему фронту сигнала которого счетчик 12 устанавливается в ноль, и снова начинается подсчет импульсов в счетчике 12 в течение времени Т, где Т вЂ” время срабатывания компаратора 10.

Записанное в процессе измерения двоичное число в счетчике 12 сравнивается схемой 13 с числом, записанным в нее по входу

16, которое соответствует заданному диаметру кристалла. Схема сравнения на выходе 15 вырабатывает сигналы "Больше", "Меньше", "Равно", которые поступают на блок регулировки мощности нагревателя.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет KQHTpoRHposBTb диаметр кристалла в любой его точке в процессе выращивания и выдавать управляющие сигналы в блок регулирования. При этом достигается высокая точность измерения, зависящая от разрешающей способности телевизионной камеры, точности срабатывания компаратора и частоты генератора, так как в устройстве используется преоб1682414

Составитель B. Федоров

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Черни

Редактор Н. Гунько

Заказ 3384 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Устройство для контроля диаметра монокристалла, содержащее кварцевый генератор импульсов и три счетчика, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения диаметра по всей длине выращиваемого кристалла и повышения точности измерений, оно дополнительно содержит передающую камеру, телевизионный приемник, компаратор напряжения, два формирователя, схемы И, ИЛИ, НЕ-И и схему сравнения, при этом счетный вход первого счетчика подключен к выходу блока синхронизации кадров телевизионного приемника, информационный выход связан с информационным входом второго счетчика, счетный вход которого подключен к выходу блока синхронизации строк телевизионного приемника, вход разрешения записи через первый формирователь подключен к выходу блока синхронизации кадров телевизионного приемника, а информационный выход — к входам схемы ИЛИ, выход схемы

ИЛИ подключен к первому входу схемы И, второй вход которой через второй формиро5 ватель подключен к выходу блока синхронизации строк телевизионного приемника, выход схемы И соединен с выходом блока видеосигнала телевизионного приемника, вход которого соединен с выходом переда10 ющей камеры, выход которой также соединен с входом компаратора напряжения, выход которо о соединен с первым входом схемы НЕ-И, второй и третий входы которой подключены соответственно к выходам

15 кварцевого генератора и схемы ИЛИ, выход схемы НЕ-И соединен со счетным входом третьего счетчика, информационный выход которого соединен с информационным выходом схемы сравнения, выход которой

20 является выходом устройства, а информационный вход схемы сравнения является входом задания диаметра кристалла,