UNICON-sb-I/O-3.24x является многофункциональной системой контроля и мониторинга процесса эпитаксии, и "следит" за всеми параметрами процесса газофазной (МОС-гидридной) эпитаксии. Система предназначена для планируемого формирования высококачественных гетероструктур модифицированным методом МОС-гидридной эпитаксии, принцип которого основан на химическом синтезе из газовой фазы металлорганических соединений и азота пленочных полупроводниковых структур в потоке водорода. Процесс протекает при точно поддерживаемых градиентах  температур в диапазине от 350°C до 1300°C. Значения кривых профиля, его график, температура в различных участках вакуумной камеры и ход процесса отображаются на экране человеко-машинного интерфейса системы (HMI). Ведется полный лог состояния всех параметров системы для последующего анализа и совершенствования технологии. Обмен данными между узлами системы осуществляется по внутренней шине или по Ethernet (внешние модули). Управление осуществляется напрямую через линии цифрового и аналогового ввода/вывода, или по интерфейсу RS-485 (RS-232).

 ​

1. Краткое описание
Корпус UNICON-sb-I/O-3.24x оснащен периферийными интерфейсами, защищенными цифровыми и аналоговыми линиями ввода/вывода, питающими и защитными цепями. Предусмотрена аппаратная поддержка системы резервного питания, защита от электромагнитных разрядов и коротких замыканий. Входные/выходные каналы гальванически изолированы от земли и между собой, то есть имеют искробезопасные барьеры для защиты при работе во взрывоопасных (водород, метан и т.д.) лабораторных или производственных условиях.

2. Основные возможности и технические характеристики UNICON-sb-I/O-3.24x

  • Регистрация значений температуры в трех точках вакуумной камеры с точностью не хуже ±0,1°С частотой опроса до 10 раз в секунду.
  • Управление двух- и/или трехконтурным резистивным нагревателем с точностью поддержания температуры ± 0,1°С.
  • Осуществление нагрева образца/подложки по заранее сформированному температурному профилю (графику – температура-время).
  • Прецизионное управление процессом охлаждения подложки по температурному профилю (графику температура-время).

3. Основной состав системы

a. Аппаратный состав системы и технические характеристики

Встраиваемая система с подсистемами Real-Time, FPGA и подсистемой ввода-вывода Параметр
Коммутация расширяющих модулей ввода/вывода Есть, до 32
Интерфейс 10/100 BASE-T Ethernet 2 не зависимых
Интерфейс RS-232 1 (до 8 изолированных по запросу)
Интерфейс CAN по запросу
Интерфейс RS-485 1 (до 8 изолированных по запросу)
Напряжение питания от 9 до 30 В DC или 220В AC

Характеристики подсистемы Real-Time и FPGA
Частота процессора 400 МГц
Объем энергонезависимой памяти 256 Мб
Объем оперативной памяти 128 Мб
Номинальная частота FPGA (управление силовыми ключами) до 40 МГц
Количество каналов аппаратного PID-контроллера 10
Период цикла одного PID-процесса 1 кГц

Характеристики подсистемы ввода-вывода
Тип подключаемых термопар J, K, T, E, R, S, B, N
Количество каналов подключния термопар 8
Частота опроса синхронизированных аналоговых тмпературных входов до 10 Гц
(до 100 при согласовании)
Разрядность АЦП до 24 бит
Динамический диапазон АЦП 110 дБ
Погрешность измерений 0,1 %
Количество каналов аналогового вывода 4
Диапазоны изменения выходного сигнала по напряжению 0..10 В, 0..5 В, ±5В, ±10 В
Диапазоны изменения выходного сигнала по току 0..20мА,4..20 мА
Разрядность ЦАП до 24 бит

 

4. Программный состав системы и функции каждой части ПО
Программное обеспечение UNICON-sb-I/O-3.24x. Специализированное программное обеспечение для проведения процессов нагрева-охлаждения для эпитаксии.

a. Функции ПО подсистемы FPGA

  • Измерение и согласование сигналов термопар;
  • Фильтрация сигналов термопар;
  • Работа многоканального ПИД-регулирования (частота цикла PID-регулятора до 1 кГц);
  • Формирование сигнала управления нагревателем согласно температурному профилю и закону PID-регулирования;
  • Вывод сигналов для управления резистивным нагревателем;
  • Обработка аварийных ситуаций, экстренная остановка процесса.

b. Функции ПО подсистемы Real-Time

  • Обмен данными с подсистемой FPGA посредством каналов DMA и FIFO;
  • Обмен данными с хост-системой посредством интерфейсов Ethernet, CAN, TCP/IP, CANopen, Modbus;
  • Формирование температурного профиля на основе данных от хост-системы;
  • Детерминированное по времени выполнение температурного профиля с возможностью постановки на паузу, продолжения работы и аварийной остановки процесса;
  • Выполнение управления нагревателем на основе данных от термопар для проведения процесса жидкофазной эпитаксии.

c. Функции ПО хост-системы

  • Интерфейс с оператором.
  • Обмен данными с подсистемой Real-Time по интерфейсам Ethernet, CAN, TCP/IP, CANopen, Modbus.
  • Сохранение данных эксперимента в виде файлов отчета.
  • Сохранение конфигурации и параметров профиля нагрева эксперимента в файлы конфигурации.
  • Загрузка файлов конфигурации для повторной установки параметров эксперимента.
  • Вывод диагностических сообщений о состоянии системы оператору.



    Комплектация, форм-фактор, условия поставки и необходимость в пуско-наладочных работах необходимо согласовать. Стоимость предоставляется по запросу после согласования условий поставки.