[发明专利]一种碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置及方法在审

专利信息
申请号: 202210748691.8 申请日: 2022-06-29
公开(公告)号: CN115094512A 公开(公告)日: 2022-09-23
发明(设计)人: 毛瑞川;苏闻峰;丁柏松;汪能超 申请(专利权)人: 南京晶升装备股份有限公司
主分类号: C30B23/00 分类号: C30B23/00;C30B29/36;G06T5/00;G06T7/00;G06T7/13;G06T7/62;G06T7/90
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 张弛
地址: 210046 江苏省南京*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 碳化硅 晶体生长 坩埚 可视化 装置 方法
【权利要求书】:

1.一种碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置,包括炉体、位于炉体内的坩埚组件、加热器及保温屏;

其特征在于:所述炉体的两侧分别设有相对的CT机与CT成像接收器;所述坩埚组件位于CT机与CT成像接收器之间。

2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置,其特征在于,所述CT机、CT成像接收器距离坩埚组件中心距离均为定值。

3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置,其特征在于,还包括坩埚旋转升降组件,所述坩埚旋转升降组件支撑坩埚组件,并带动坩埚组件旋转及升降。

4.根据权利要求3所述的碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置,其特征在于,还包括支撑坩埚组件的坩埚升降旋转组件;所述保温屏、加热器、坩埚组件、坩埚升降旋转组件均为石墨材料,所述保温屏顶部为低温区,保温屏底部为高温区。

5.根据权利要求3所述的碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置,其特征在于,CT机发出的射线完整覆盖整个坩埚组件,CT成像接收器接收完整的坩埚组件投射影像。

6.一种使用如权利要求1至5中任一项所述碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置的方法,其特征在于,包括以下步骤:

通过CT成像接收器接收籽晶投影的实时图像,然后把图像传输至计算机,计算机对图像进行中值滤波处理:

图像中选取一个像素为3*3的领域,

X1 X2 X3

X4 X5 X6

X7 X8 X9

将领域中的各个的灰度值按大小进行排序,

设排序为:X1≤X2≤X3≤X4≤X5≤X6≤X7≤X8≤X9;

Y=Mid{X1,X2,X3…X9}=X5;

取排序好的序列的中间值Y=X5为中心点像素灰度新值,得到中值滤波后的图像;

对滤波后的图像,使用Sobel算子;

卷积因子如下:

再选取一个像素为3*3的领域,

Z1 Z2 Z3

Z4 Z5 Z6

Z7 Z8 Z9

具体计算公式如下:

Gx=(Z7+2Z8+Z9)-(Z1+2Z2+Z3)

Gy=(Z3+2Z6+Z9)-(Z1+2Z4+Z7)

然后计算梯度值

对采样到的图像进行边缘检测:

当梯度大于阀值则认为该点G(x,y)为边缘点,赋值为255,显示白色;

当梯度小于阀值该点G(x,y),赋值为0,显示黑色;

通过改变调节阀值的大小得到图像中晶体精确的边缘;

通过实际际籽晶尺寸与图像中籽晶包含的像素的比,得出实际物体与图像物体的比例系数;

成像过程中CT机与坩埚内籽晶相对位置保持不变,CT机拍摄口距离坩埚内的籽晶中心距离为a,CT成像接收器距离坩埚内的籽晶中心距离为b,依据CT成像接收器的像素密度间距获得籽晶在成像图像中的高度尺寸c,设籽晶生长后的实际高度尺寸为d,根据投影原理:

取d值为粘贴籽晶的底座尺寸,并用作标定尺寸,在设备初始化时,用于找准CT机与籽晶的初始相对位置;并且,在后续拍摄过程中,用于校准CT机与籽晶的相对位置;

CT成像接收器获取的图像按照比值

缩小后,即获得晶体的1:1轮廓图像,借助计算机此轮廓图的转换与拍摄是实时完成的。

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