[发明专利]一种用于金刚石生长的PLC辉光控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种用于金刚石生长的PLC辉光控制方法及装置，该方法包括：获取初始辉光功率以及配方表；控制射频电源开启辉光放电，并根据配方表中生长准备阶段的标准真空压力与第一实时压力的比较结果对射频电源进行控制；控制射频电源继续进行辉光放电使目标辉光功率保持不变，同时控制目标压力保持不变；控制射频电源逐渐降低辉光放电功率，并根据配方表中生长结束阶段的标准真空压力与第二实时压力的比较结果对射频电源进行控制。该控制方法将真空压力控制与射频电源辉光放电控制进行有机结合，为金刚石生长提供了良好的条件。

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辉光控制方法及装置。

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。

在金刚石生长过程中，金刚石生长结果的好坏不仅受真空环境的影响，而且受射频电源辉光放电功率的影响。然而，在现有的金刚石生长过程中，真空压力的控制和射频电源辉光放电的控制是独立运行的，需要操作者根据经验进行人工统筹操作，二者无法达到真正意义的有机统一，不能为金刚石生长提供良好的条件。

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辉光控制方法及装置。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辉光控制方法，包括步骤：

获取初始辉光功率以及辉光功率与真空压力的配方表；

控制射频电源开启辉光放电，并获取第一实时辉光功率以及真空腔体内的第一实时压力，根据所述配方表中生长准备阶段的标准真空压力与所述第一实时压力的比较结果对所述射频电源进行控制，直至所述第一实时辉光功率从所述初始辉光功率达到目标辉光功率，同时所述第一实时压力从初始压力达到目标压力；

控制所述射频电源继续进行辉光放电，使所述目标辉光功率保持不变，同时控制所述目标压力保持不变；

控制所述射频电源逐渐降低辉光放电功率，并获取第二实时辉光功率以及真空腔体内的第二实时压力，根据所述配方表中生长结束阶段的标准真空压力与所述第二实时压力的比较结果对所述射频电源进行控制，直至所述第二实时辉光功率从所述目标辉光功率下降至所述初始辉光功率，同时所述第二实时压力从所述目标压力下降至所述初始压力。

在本发明的一个实施例中，根据所述配方表中生长准备阶段的标准真空压力与所述第一实时压力的比较结果对所述射频电源进行控制，包括：

将所述第一实时压力与所述生长准备阶段的标准真空压力进行比较；

当所述第一实时压力与所述生长准备阶段的标准真空压力相等时，在所述配方表中查找与所述生长准备阶段的标准真空压力对应的生长准备阶段的标准辉光功率；

根据所述生长准备阶段的标准辉光功率对所述射频电源进行控制，以使所述第一实时辉光功率和所述配方表中所述生长准备阶段的标准辉光功率相等。

在本发明的一个实施例中，根据所述配方表中生长结束阶段的标准真空压力与所述第二实时压力的比较结果对所述射频电源进行控制，包括：

将所述第二实时压力与所述生长结束阶段的标准真空压力进行比较；