一種承載盤旋轉控制裝置的制作方法

本發明涉及控制領域，尤其涉及一種承載盤旋轉控制裝置。

背景技術：

MOCVD是在氣相外延生長(VPE)的基礎上發展起來的一種新型氣相外延生長技術.它以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有機化合物和V、Ⅵ族元素的氫化物等作為晶體生長源材料，以熱分解反應方式在襯底上進行氣相外延，生長各種Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。通常MOCVD系統中的晶體生長都是在常壓或低壓(10-100Torr)下通H2的冷壁石英(不銹鋼)反應室中進行。

為了保證外延片生長的質量，需要通過控制反應室中環境實現反應室中襯底承載盤高速平穩控制。目前控制襯底承載盤高速平穩運行的主要方法是單一的控制反應室氣體排放或者調節反應室中的氣流。

然而，目前的方法存在一定的缺陷：沒有檢測承載盤實際轉速形成反饋調節來控制電機旋轉，沒有根據檢測到的承載盤實時轉速來調節此轉速對應的氣體環境，也沒有將反應室進氣和排氣兩個環節相結合來控制反應室中的環境，進而不能有效的控制反應室中環境，就不能實現反應室中襯底承載盤高速平穩控制，所以會降低外延片生長的質量。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種承載盤旋轉控制裝置，通過不斷檢測承載盤的實時轉速并與預先設定的目標轉速相比較，從而形成反饋調節來調節承載盤轉速，同時根據檢測到的實際承載盤的轉速調節出適合該實時轉速的反應腔氣體環境，解決了在轉速調整過程中反應腔體環境與實時轉速不對應的問題。

本發明實施例提供的一種承載盤旋轉控制裝置，其特征在于，包括：承載盤轉速控制模塊、反應腔體氣體控制模塊、伺服電機和氣動閥，所述承載盤轉速控制模塊分別與所述反應腔體氣體控制模塊和所述伺服電機通信連接，所述反應腔體氣體控制模塊和所述氣動閥通信連接；

其中，所述承載盤轉速控制模塊，用于獲取到所述伺服電機反饋的實時轉速信號，并根據所述實時轉速信號對應的實時轉速進行進氣流量值和出氣流量值的計算，并將計算結果對應的控制信號發送給所述反應腔體氣體控制模塊控制所述氣動閥進行與計算出的所述進氣流量值和所述出氣流量值對應的調節。

優選的，

所述承載盤轉速控制模塊具體包括PLC控制器單元、伺服電機驅動單元、承載盤轉速測量單元；

所述PLC控制器單元的輸出端分別與所述伺服電機驅動單元輸入端、所述反應腔體氣體控制模塊連接；

所述伺服電機驅動單元的輸出端與所述伺服電機輸入端通信連接；

所述承載盤轉速測量單元的輸入端與所述伺服電機的光電編碼器的輸出端通信連接；

所述承載盤轉速測量單元的輸出端與所述PLC控制器單元的輸入端通信連接。

優選的，

所述反應腔體氣體流量控制模塊包括進氣流量控制單元、出氣流量控制單元；

所述進氣流量控制單元與所述承載盤轉速控制模塊通信連接；

所述出氣流量控制單元與所述承載盤轉速控制模塊通信連接。

優選的，

所述伺服電機驅動單元，用于驅動所述伺服電機轉動；

所述光電編碼器，用于采集所述伺服電機的轉速信號，并將所述伺服電機的實時轉速信號傳遞到所述承載盤轉速測量單元；

所述承載盤轉速測量單元，用于將接收到的所述光電編碼器傳遞來的所述實時轉速信號傳遞給所述PLC控制器單元；

所述PLC控制器單元，用于根據所述實時轉速進行進氣流量值和出氣流量值的計算，并將計算結果對應的控制信號發送給所述反應腔體氣體控制模塊控制所述氣動閥進行與計算出的所述進氣流量值和所述出氣流量值對應的調節。

優選的，

所述PLC控制器單元，還用于將接收的所述承載盤轉速測量單元傳遞的所述實時轉速信號和所述伺服電機的轉速調度信號進行比較，若所述轉速調度信號對應的轉速調度值和所述實時轉速信號對應的初始轉速值不同則繼續調節伺服電機的轉速，否則停止調節伺服電機的轉速。

優選的，

所述進氣流量控制單元根據計算出的所述進氣流量值對應的控制信號控制所述氣動閥進行與計算出的所述進氣流量值對應的調節；

所述出氣流量控制單元根據計算出的所述出氣流量值對應的控制信號控制所述氣動閥進行與計算出的所述出氣流量值對應的調節。

從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點：

1、通過測量承載盤的轉速，然后根據檢測的實時轉速計算出與該實時轉速相對應的進氣流量和出氣流量，調節出適合該實時轉速的反應腔氣體環境，解決了在轉速調整過程中反應腔體環境與實時轉速不對應的問題，進而使反應腔體承載盤旋轉控制的運行環境達到最優，保證外延片生長的質量。

2、在反應腔氣體環境的調節過程中，通過將反應室進氣和排氣兩個環節相結合，更快速、高效的調整出最優的反應腔氣體環境，有利于保持承載盤穩定轉動，保證外延片生長的質量。

3、通過測量承載盤的轉速，并與伺服電機的轉速調度信號相比較形成伺服電機轉速的反饋調節，使得整個調速過程更加迅速、穩定。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發明實施例中提供的一種承載盤旋轉控制裝置的一個實施例的結構示意圖。

具體實施方式

本發明實施例提供了一種承載盤旋轉控制裝置，通過不斷檢測承載盤的實時轉速并與預先設定的目標轉速相比較，從而形成反饋調節來調節承載盤轉速，同時根據檢測到的實時承載盤的轉速調節出適合該實時轉速的反應腔氣體環境，解決了在轉速調整過程中反應腔體環境與實時轉速不對應的問題。

為使得本發明的發明目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1，本發明實施例中提供的一種承載盤旋轉控制裝置的一個實施例包括：承載盤轉速控制模塊1、反應腔體氣體控制模塊2、伺服電機3和氣動閥5，承載盤轉速控制模塊1分別與反應腔體氣體控制模塊2和伺服電機3通信連接，反應腔體氣體控制模塊2和氣動閥5通信連接；

其中，承載盤轉速控制模塊1，用于獲取到伺服電機3反饋的實時轉速信號，并根據實時轉速信號對應的實時轉速進行進氣流量值和出氣流量值的計算，并將計算結果對應的控制信號發送給反應腔體氣體控制模塊2控制氣動閥5進行與計算出的進氣流量值和出氣流量值對應的調節。

前述承載盤轉速控制模塊1具體包括PLC控制器單元11、伺服電機驅動單元12、承載盤轉速測量單元13；

PLC控制器單元11的輸出端分別與伺服電機驅動單元12輸入端、反應腔體氣體控制模塊2連接；

伺服電機驅動單元12的輸出端與伺服電機3的輸入端通信連接；

承載盤轉速測量單元13的輸入端與伺服電機3的光電編碼器4的輸出端通信連接；

承載盤轉速測量單元12的輸出端與PLC控制器單元11的輸入端通信連接。

前述反應腔體氣體流量控制模塊2包括進氣流量控制單元21、出氣流量控制單元22；

進氣流量控制單元21與承載盤轉速控制模塊1通信連接；

出氣流量控制單元22與承載盤轉速控制模塊1通信連接。

伺服電機驅動單元12，用于驅動伺服電機3轉動；

光電編碼器4，用于采集伺服電機3的轉速信號，并將伺服電機3的實時轉速信號傳遞到承載盤轉速測量單元13；

承載盤轉速測量單元13，用于將接收到的光電編碼器4傳遞來的實時轉速信號傳遞給PLC控制器單元11；

PLC控制器單元11，用于根據實時轉速進行進氣流量值和出氣流量值的計算，并將計算結果對應的控制信號發送給反應腔體氣體控制模塊2控制氣動閥進行與計算出的進氣流量值和出氣流量值對應的調節。

進一步地，前述PLC控制器單元11，還用于將接收的承載盤轉速測量單元13傳遞的實時轉速信號和伺服電機3的轉速調度信號進行比較，若轉速調度信號對應的轉速調度值和實時轉速信號對應的初始轉速值不同則繼續調節伺服電機3的轉速，否則停止調節伺服電機3的轉速。

進一步地，進氣流量控制單元21根據計算出的進氣流量值對應的控制信號控制氣動閥5進行與計算出的進氣流量值對應的調節；

出氣流量控制單元22根據計算出的出氣流量值對應的控制信號控制氣動閥5進行與計算出的出氣流量值對應的調節。

為了便于理解，下面將以一具體應用場景對圖1所示實施例的一種承載盤旋轉控制裝置對承載盤轉動的控制方法進行具體的說明，應用例包括：

系統上電后，初始化承載盤轉速控制模塊1、反應腔體氣體流量控制模塊2、伺服電機3及光電編碼器4。

具有差分輸出的光電編碼器4采集伺服電機3的實時轉速信號，并將伺服電機3的實時轉速信號通過承載盤轉速測量模塊13傳遞到具有8路模擬/數字的輸入/輸出(I/O)口的PLC控制器單元11。在PLC控制器單元11的調度下，通過伺服電機驅動模塊12的處理后將PLC控制器單元11的轉速調度信號傳遞給伺服電機3，進而調節伺服電機3的轉速。

同時PLC控制器單元11根據承載盤轉速測量模塊13傳遞的實時轉速信號計算出與該實時轉速相對應的進氣流量和出氣流量,然后PLC控制器單元11的I/O口將進氣流量和出氣流量對應的控制信號分別傳遞給進氣流量控制單元21及出氣流量控制單元22，進而控制SNC氣動閥，調節進氣流量和出氣流量，從而調節出適合該實時轉速的反應腔氣體環境。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統，裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能單元的形式實現。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。