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,Ф700mm热场系统,一次性投人200kg多晶硅,拉制目标直径400mm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.
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