Введение

Тонкие алмазоподобные плёнки обладают огромным потенциалом для применения их в изделиях микроэлектроники. Этот материал обладает уникальными свойствами. Среди них высокая твёрдость, химическая инертность, очень низкий коэффициент трения, высокое удельное электрическое сопротивление и высокая теплопроводность. Кроме того, изделия из такого материала прозрачны в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового излучения. Поэтому материал полезен для оптоэлектроники в качестве просветляющих и защитных покрытий оптических деталей. Напыление алмазоподобных тонких пленок методом химического осаждения из газовой фазы (CVD) это сложный процесс. При проведении CVD-процесса нужно управлять мощностью теплового узла. Кроме того, необходимо производить напуск инертных газов в камеру синтеза.

Проблема или задача

Для экспериментальных нужд необходимо было в сжатые сроки разработать систему управления экспериментальной CVD-установкой напыления. Нужно было управлять мощностью теплового узла соответствии с заданным профилем нагрева.

Решение

Для решения задачи разработана система управления. Она управляла мощностью транзисторного преобразователя частоты и включала клапаны напуска газа в камеру. Транзисторный преобразователь частоты (ТПЧ) - это источник питания индукционного нагревателя теплового узла. Управление ТПЧ производилось по интерфейсу RS-485. Управление клапанами напуска газа осуществлялось модулем релейного вывода ICP-DAS I-7065D. Для связи модулей и ТПЧ с системой управления использовался преобразователь интерфейсов USB RS-485 I-7561. Программное обеспечение разработано в среде программирования NI LabVIEW. Модуль ПИД-регулятора для теплового узла разработан с применением тулкита NI LabVIEW Control and Simulation Toolkit. Программное обеспечение работало на промышленном PC. Обмен данными с ТПЧ производился по протоколу Modbus. Для обмена данными с модулем релейного вывода использовался протокол DCON. Разработанная система позволила при минимальном бюджете и в сжатые сроки автоматизировать процесс напыления алмазоподобных тонких пленок. Заказчик получил возможность проводить эксперименты для отработки технологии напыления.

Заказчик

скрыто

Год проекта

2009