[發明專利]一種碳化硅涂層沉積爐溫度場的數字孿生控制方法

在審

• 申請號: 201911377703.5
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111061318A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 彭雨晴;信吉平
• 申請（專利權）人: 清華大學無錫應用技術研究院
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;C04B41/00;C04B41/50;C04B41/87
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云;黃瑩

本發明公開了一種碳化硅涂層沉積爐溫度場的數字孿生控制方法，包括以下步驟：（1）將沉積爐的爐內空間劃分成多個控制區域，并在各控制區域內分別安裝溫度傳感器；（2）采集各控制區域內的溫度傳感器檢測到的各控制區域的實際溫度值并傳送給數字孿生設備；（3）計算出各控制區域的實際溫度值與各控制區域的理論溫度值之間的差值；（4）根據差值對各控制區域進行溫度補償。本發明利用數字孿生技術，對沉積爐內空間分區域建造數字孿生模型，達到生產時，分區域實時監控沉積爐內溫度，通過對采集的實際溫度與理論數據融合，得到誤差補償結果，以此進行分區域溫度補償，解決了沉積爐內溫度場分布均勻性差的問題，獲得高質量的碳化硅涂層。

技術領域

本發明涉及碳化硅涂層制備工藝領域，具體地說涉及一種碳化硅涂層沉積爐溫度場的數字孿生控制方法。

背景技術

單晶硅生長所用的石墨坩堝存在兩方面不足，一是400℃會發生氧化，二是長期使用也會氧化而掉粉末，因此需要在石墨基座上沉積SiC涂層。

目前用于沉積SiC涂層的沉積設備比較常用的是沉積爐，而現有的沉積爐存在溫度場分布均勻性差的問題，這對涂層的制備很關鍵，這是國內SiC涂層制備質量不合格的主要原因之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠保證沉積爐內溫度場分布均勻的碳化硅涂層沉積爐溫度場的數字孿生控制方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種碳化硅涂層沉積爐溫度場的數字孿生控制方法，包括以下步驟：

（1）將沉積爐的爐內空間劃分成多個控制區域，并在各控制區域內分別安裝溫度傳感器；

（2）采集各控制區域內的溫度傳感器檢測到的各控制區域的實際溫度值并傳送給數字孿生設備；

（3）數字孿生設備將各控制區域的實際溫度值與各控制區域的理論溫度值一一進行對比，計算出各控制區域的實際溫度值與各控制區域的理論溫度值之間的差值；

（4）根據得到的各控制區域的實際溫度值與各控制區域的理論溫度值之間的差值對各控制區域進行溫度補償。

進一步地，以沉積爐的豎向中心線為軸線，沿著沉積爐的周向劃分出多個呈扇形的控制區域。

進一步地，所述數字孿生設備包括與各控制區域內的溫度傳感器連接的實時數據采集傳輸模塊，實時數據采集傳輸模塊的信號輸出端分別通過數據孿生服務器、模型數據庫與過程控制器連接，過程控制器的控制信號輸出端通過控制總線連接現場控制設備。

本發明的有益效果體現在：

本發明利用數字孿生技術，對沉積爐的爐內空間分區域建造數字孿生模型，達到生產時，分區域實時監控沉積爐內溫度，實現整個溫度控制過程的可視化，通過對采集的實際溫度與理論數據融合，得到誤差補償結果，以此進行分區域溫度補償，解決了沉積爐內溫度場分布均勻性差的問題，本發明可解決SiC涂層的沉積質量，將會促進單晶硅的生產，單晶硅主要應用于半導體器件和太陽能電池領域，具有非常好的實用性和市場價值。

附圖說明

圖1是本發明的一實施例的控制流程圖。

具體實施方式

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，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。