[发明专利]一种用于金刚石生长的PLC真空压力控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种用于金刚石生长的PLC真空压力控制方法及装置，该方法包括：获取第一工艺气体参数和第一目标压力、第二工艺气体参数和第二目标压力、第三工艺气体参数和第三目标压力；根据第一工艺气体参数控制对应的隔膜阀和质量流量计运行，获取第一实时压力，根据第一实时压力与第一目标压力的比较结果对比例阀进行控制；根据第二工艺气体参数控制对应的隔膜阀和质量流量计运行，获取第二实时压力，根据第二实时压力与第二目标压力的比较结果对比例阀进行控制；根据第三工艺气体参数控制对应的隔膜阀和质量流量计运行，获取第三实时压力，根据第三实时压力与第三目标压力的比较结果对比例阀进行控制。该方法实现了各个阶段对真空压力的精确控制。

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种用于金刚石生长的PLC真空压力控制方法及装置。

背景技术

金刚石作为一种宽带隙半导体材料，具有许多与众不同的性能，如大的禁带宽度、低的介电常数、高的击穿电压、高的电子空穴迁移率、高的热导率及优越的抗辐射性能，且化学稳定性好。所有这些物理、化学和电学特性使得金刚石在工业和民用的许多领域有着广阔的应用前景。

目前人工合成金刚石的方法有高温高压法(HTHP)、直流电弧等离子体喷射法(DCAPJ)、热丝化学气相沉积法(HFCVD)、微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)等。其中，由于微波激发的等离子可控性好、等离子密度高且无电极污染，MPCVD是制备高品质金刚石的首选方法。

在利用MPCVD进行金刚石生长过程中，需要对真空环境进行调节控制。然而，现有真空压力的控制采用人工进行统筹控制，其控制精度较低且真空腔体内压力不稳定，无法在每个阶段实现对真空压力的精确控制。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于金刚石生长的PLC真空压力控制方法及装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种用于金刚石生长的PLC真空压力控制方法，包括步骤：

S1、获取金刚石生长的准备阶段第一工艺气体参数和第一目标压力、生长阶段的第二工艺气体参数和第二目标压力、结束阶段的第三工艺气体参数和第三目标压力；

S2、根据所述第一工艺气体参数控制与所述准备阶段对应的隔膜阀和质量流量计运行，并获取真空腔体内的第一实时压力，根据所述第一实时压力与所述第一目标压力的比较结果对所述真空腔体上设置的比例阀进行控制，使所述第一实时压力逐渐增大且与所述第一目标压力始终保持相等；

S3、根据所述第二工艺气体参数控制与所述生长阶段对应的隔膜阀和质量流量计运行，并获取真空腔体内的第二实时压力，根据所述第二实时压力与所述第二目标压力的比较结果对所述比例阀进行控制，使所述第二实时压力保持不变且与所述第二目标压力保持相等；

S4、根据所述第三工艺气体参数控制与所述结束阶段对应的隔膜阀和质量流量计运行，并获取真空腔体内的第三实时压力，根据所述第三实时压力与所述第三目标压力的比较结果对所述比例阀进行控制，使所述第三实时压力逐渐减小且与所述第三目标压力保持相等。

在本发明的一个实施例中，所述第一工艺气体参数包括第一工艺气体种类和第一工艺气体流量，所述第二工艺气体参数包括第二工艺气体种类和第二工艺气体流量，所述第三工艺气体参数包括第三工艺气体种类和第三工艺气体流量。

在本发明的一个实施例中，步骤S2包括：

S21、根据所述第一工艺气体种类控制与所述准备阶段对应的隔膜阀运行，然后根据所述第一工艺气体流量控制与所述准备阶段对应的质量流量计打开；

S22、获取所述第一实时压力，并将所述第一实时压力与所述第一目标压力进行比较；