人工晶体生长炉AI仪表程序控温的应用

关键词：晶体生长炉、AI 温度控制柜
   一、概述：

我国人工晶体材料工业经过半个多世纪的发展，在广大科技工作者的共同努力下，取得了巨大的成就，已具有较高的技术水平和较大的生产能力，而为之配套服务的晶体生长设备—单晶炉、控制仪表也随之得到了飞速的发展。在40多年的发展过程中，紧跟国际先进技术，使我国的晶体生长设备从无到有、从小到大、从单一品种到多品种系列化，一步一个脚印地发展壮大起来。
   我国的人工晶体事业经过半个多世纪的发展已经取得了举世瞩目的辉煌成绩：多种人工晶体生长技术居国际领先或先进水平；中国牌非线性光学晶体享誉全球；一些重要晶体满足了国内重大工程的需求；一批高技术晶体已出口国外等等。这些成绩的取得与我国人工晶体研究领域的科学工作者多年的辛勤工作紧密相关。

谈到晶体，我们自然会联想到水晶、钻石这些用作装饰的天然晶体。其实，在我们生活中发挥重要作用的远不止这些天然晶体，许多是自然界没有，而是用人工的方法制造出来的，这就是人工晶体。人工晶体是在严格控制的实验环境下所制备出的各类符合人们要求的晶体材料。人工晶体研究涉及晶体的生长、结构测定、特性评估、功能应用，以及按晶体微观结构与表观性能之间的联系规律，去探索新型功能晶体。从石英手表中的石英晶体振荡器到高密度信息存储、集成电路的制备等，人工晶体几乎渗透到人类生活的每个方面。
 

二、单晶炉温度控制设备：

晶体生长炉是晶体生长的基础.根据三硼酸锂(LBO)、偏硼酸钡(β-BBO)等晶体生长的要求,来控制炉温要有高稳定性的温度/过程控制仪。要具有多种信号(如热电偶)自由输入，量程自由设定；软件调零调满度，冷端单独测温，显示精度高；时间过程加PID控制方式，控制速度平稳，先进的无超调自整定方式；多种信号输出(如模拟量、开关量)等功能。
   在单晶炉温控领域，宇电积累了相当丰富的经验。中科院半导体所、福建物构所、山东大学晶体材料研究所、上海光机所、上海硅酸盐研究所等国内知名的晶体科研院所都是宇电客户；终端客户福建福顺半导体、华润半导体、嘉兴中谷半导体、天津中环半导体、合肥科晶、福建福晶、中国电子集团第48所，都在大量使用宇电可控硅电炉控制柜。

中科院福州物构所下属的福建晶体公司（现已上市）95年起开始采用宇电仪表，当时有个生长晶体的温度控制技术要求每个生长周期6个月以上，程序降温控制从950度开始每天降低0.5度，控制精度要求为0.05度，仪表的温度漂移不能大于每度10PPM，这个指标当时世面上任何一款进口仪表都无法满足这个要求，不管是欧陆还是导电的，产品用到现在13年过去仍全部正常工作。

北京中国电子科技集团第十一研究所95年从乌克兰购买了一台碲镉汞单晶炉，碲镉汞晶体是红外器件所需材料，晶体生长过程大约为30天，最高控制温度820度。因原配的温控器由很多分立元件组成，线路复杂，故障多,98年该单位决定改造用标准仪表替代乌