專利名稱：一種硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的數(shù)字開環(huán)式溫度補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及硅化鈣制備加熱系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的數(shù)字開環(huán)式溫度補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
微電子產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，給人類的生活帶來(lái)了翻天覆地的變化，人類在盡情享受著高科技成果的同時(shí)，逐漸地認(rèn)識(shí)到一些不和諧現(xiàn)象的存在能源問(wèn)題，環(huán)境污染等等。微電子產(chǎn)業(yè)中最常用的一些元素大部分來(lái)自于
ΠΙ - V族或I1-VI族，不僅有毒，而且在地球上的資源貯量十分有限。材料是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)
展的物質(zhì)基礎(chǔ)，推動(dòng)著人類文明的進(jìn)步。未來(lái)，人類要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)資源循環(huán)、環(huán)境共生型社會(huì)， 如果使用地球上藏量豐富、安全、對(duì)環(huán)境負(fù)荷又小的O (45. 2%)、Si (27. 2%)、Al (8%)、Fe(5. 8%)、Ca (5. 06%)等元素用來(lái)制造半導(dǎo)體器件，這將是一場(chǎng)新的半導(dǎo)體技術(shù)的革命。世界各國(guó)投入了大量的財(cái)力、人力致力于環(huán)境半導(dǎo)體的研究，如瑞士、意大利、德國(guó)、法國(guó)等等；日本成立了環(huán)境半導(dǎo)體學(xué)會(huì)，有20多個(gè)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)從事這方面的研究工作；中科院上海冶金所林成魯教授、大連理工大董闖教授、浙大朱鐵軍教授和中科院固體物理所秦小英教授的實(shí)驗(yàn)室對(duì)β-FeSi2和Mg2Si膜進(jìn)行了研究。堿土金屬硅化物Ca5Si3是由地球上資源壽命極長(zhǎng)的Ca、Si元素組成，是直接遷移型半導(dǎo)體；其長(zhǎng)期使用對(duì)生命體無(wú)毒無(wú)害，可循環(huán)利用，材料本身及制備過(guò)程對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是環(huán)境半導(dǎo)體材料。但是，由于Ca-Si具有豐富的相結(jié)構(gòu)，對(duì)其作為半導(dǎo)體材料的研究在世界上剛剛起步。目前用于硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的溫度控制中存在不確定性、非線性及大滯后等問(wèn)題，從實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，控制器在溫度控制中超調(diào)過(guò)大，而且控制參數(shù)不易整定，當(dāng)被控對(duì)象有所改變時(shí)，參數(shù)得重新調(diào)整等諸多不便的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的數(shù)字開環(huán)式溫度補(bǔ)償裝置，以解決用于硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的溫度控制中存在不確定性、非線性及大滯后，以及控制器在溫度控制中超調(diào)過(guò)大，而且控制參數(shù)不易整定，當(dāng)被控對(duì)象有所改變時(shí)，參數(shù)得重新調(diào)整等諸多不便的問(wèn)題。本實(shí)用新型技術(shù)方案一種硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的數(shù)字開環(huán)式溫度補(bǔ)償裝置，它包括加熱器電源，加熱器電源與繼電器電連接，繼電器與反應(yīng)腔加熱器電連接，溫敏傳感器安裝在硅化鈣反應(yīng)腔內(nèi)，溫敏傳感器輸出端與電壓整形電路輸入端電連接，電壓整形電路輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端與可編程邏輯器件信號(hào)輸入端電連接，線性校正閾值與可編程邏輯器件信號(hào)輸入端電連接，控制電路電源輸出端與溫敏傳感器、電壓整形電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和可編程邏輯器件的電源輸入端電連接。[0008]本實(shí)用新型有益效果本實(shí)用新型利用基于數(shù)字信號(hào)控制的特點(diǎn)和預(yù)先線性校正閾值的方法使得裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低成本，使用靈活；利用開環(huán)控制方法使得裝置的響應(yīng)時(shí)間減少，整體響應(yīng)時(shí)間小于O. 5秒,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于娃化韓制備加熱系統(tǒng)的最低加熱響應(yīng)時(shí)間；米用預(yù)先線性校正閾值的方法，使得溫度控制具有觸發(fā)可靠、工作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，溫度控制的精確度可以精確到攝氏3度；解決了目前硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的溫度控制中存在不確定性、非線性及大滯后，以及控制器在溫度控制中超調(diào)過(guò)大，而且控制參數(shù)不易整定，當(dāng)被控對(duì)象有所改變時(shí)，參數(shù)需要重新調(diào)整等諸多不便的問(wèn)題。


圖1為本實(shí)用新型器件連接示意圖。
具體實(shí)施方式
一種硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的數(shù)字開環(huán)式溫度補(bǔ)償裝置，它包括加熱器電源，加熱器電源與繼電器電連接，繼電器與反應(yīng)腔加熱器電連接，溫敏傳感器安裝在硅化鈣反應(yīng)腔內(nèi)，溫敏傳感器輸出端與電壓整形電路輸入端電連接，電壓整形電路輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端與可編程邏輯器件信號(hào)輸入端電連接，線性校正閾值與可編程邏輯器件信號(hào)輸入端電連接，控制電路電源輸出端與溫敏傳感器、電壓整形電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和可編程邏輯器件的電源輸入端電連接。硅化鈣反應(yīng)腔用于硅化鈣膜制備時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的封閉金屬腔體，溫敏傳感器安裝在硅化鈣反應(yīng)腔內(nèi)，反應(yīng)腔加熱器與硅化鈣反應(yīng)腔安裝在一起，溫敏傳感器、電壓整形電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、可編程邏輯器件、繼電器、加熱器電源、控制電路電源之間均為電氣信號(hào)連接。溫敏傳感器對(duì)溫度敏感的傳感器，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。電壓整形電路進(jìn)行電壓整形，將溫敏傳感器的輸出信號(hào)整形成適合集成電路輸入的信號(hào)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬形式的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的電信號(hào)?？删幊踢壿嬈骷梢赃M(jìn)行重復(fù)編程的數(shù)字邏輯器件集成電路。繼電器用于電壓開關(guān)控制，當(dāng)輸入信號(hào)的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，控制加熱器電源的工作狀態(tài)。加熱器電源用于給加熱器電路進(jìn)行供電。反應(yīng)腔加熱器用于給反應(yīng)腔加熱?？刂齐娐冯娫唇o溫敏傳感器、電壓整形電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和可編程邏輯器件供電的電源。溫敏傳感器安裝在硅化鈣反應(yīng)腔內(nèi)，反應(yīng)腔加熱器與硅化鈣反應(yīng)腔安裝在一起。溫敏傳感器、電壓整形電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、可編程邏輯器件、繼電器、加熱器電源、控制電路電源之間均為電氣信號(hào)連接。工作時(shí)，控制電路電源給溫敏傳感器、電壓整形電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和可編程邏輯器件供電。溫敏傳感器采集硅化鈣反應(yīng)腔內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度參數(shù)，并將實(shí)時(shí)溫度參數(shù)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，輸入電壓整形電路，電壓整形電路將溫敏傳感器的輸出信號(hào)整形成適合集成電路輸入的信號(hào)，輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，輸入到可編程邏輯器件，可編程邏輯器件另外的輸入端輸入預(yù)先設(shè)置的線性校正閾值信號(hào)，然后將兩個(gè)輸入端的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字比較，比較結(jié)果以高低電平的信號(hào)形式輸出至繼電器控制端，繼電器根據(jù)輸入電平信號(hào)的狀態(tài)來(lái)控制加熱器電源是否通過(guò)繼電器給反應(yīng)腔加熱器供電。如果模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)大于線性校正閾值信號(hào)，則可編程邏輯器件輸出高電平，作為繼電器的控制信號(hào)，控制加熱器電源導(dǎo)通向反應(yīng)腔加熱器供電，使反應(yīng)腔加熱器對(duì)硅化鈣反應(yīng)腔進(jìn)行加熱；如果模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)小于線性校正閾值信號(hào)，，則可編程邏輯器件輸出低電平，作為繼電器的控制端，控制加熱器電源關(guān)閉向反應(yīng)腔加熱器供電，使反應(yīng)腔加熱器對(duì)硅化鈣反應(yīng)腔停止加熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的溫度補(bǔ)償控制。
權(quán)利要求1.一種硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的數(shù)字開環(huán)式溫度補(bǔ)償裝置，它包括加熱器電源，加熱器電源與繼電器電連接，繼電器與反應(yīng)腔加熱器電連接，其特征在于溫敏傳感器安裝在硅化鈣反應(yīng)腔內(nèi)，溫敏傳感器輸出端與電壓整形電路輸入端電連接，電壓整形電路輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端與可編程邏輯器件信號(hào)輸入端電連接，線性校正閾值與可編程邏輯器件信號(hào)輸入端電連接，控制電路電源輸出端與溫敏傳感器、電壓整形電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和可編程邏輯器件的電源輸入端電連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的數(shù)字開環(huán)式溫度補(bǔ)償裝置，它包括加熱器電源與繼電器電連接，繼電器與反應(yīng)腔加熱器電連接，溫敏傳感器安裝在硅化鈣反應(yīng)腔內(nèi)，溫敏傳感器輸出端與電壓整形電路輸入端電連接，電壓整形電路輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端與可編程邏輯器件信號(hào)輸入端電連接，線性校正閾值與可編程邏輯器件信號(hào)輸入端電連接，控制電路電源輸出端與溫敏傳感器、電壓整形電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和可編程邏輯器件的電源輸入端電連接；解決了硅化鈣制備加熱系統(tǒng)的溫度控制中存在不確定性、非線性、大滯后及控制器在溫度控制中超調(diào)過(guò)大，且控制參數(shù)不易整定、當(dāng)被控對(duì)象有所改變時(shí)參數(shù)需要重新調(diào)整等問(wèn)題。
文檔編號(hào)C01B33/06GK202838056SQ20122051628
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者楊吟野, 許青山, 趙芳云, 梁毅 申請(qǐng)人:貴州民族大學(xué)