DE2250721B2

DE2250721B2 - Vorrichtung zum tiegellosen zonenschmelzen eines halbleiterstabes mit einer die schmelzzone ueberwachenden fernsehkamera

Info

Publication number: DE2250721B2
Application number: DE19722250721
Authority: DE
Inventors: Heinz 8000 München; Stut Hans 8031 Gröbenzell Drax
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-10-16
Filing date: 1972-10-16
Publication date: 1977-09-29
Also published as: JPS5528459B2; FR2203241A1; FR2203241B1; DD108019A5; BE796997A; JPS4974820A; HK26377A; PL89437B1; NL7311952A; DE2250721A1; DE2250721C3; US3944737A; GB1440123A; IT1006101B; SU518169A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum tiegellosen Zonenschmelzen eines Halbleiterstabes, bei der die durch den Halbleiterstab zu führende Schmelzzone sich im Bildaufnahmebereich einer die Schmelzzone überwachenden Fersehkamera befindet und bei der das auf den Bildwandler der Fersehkamera projizierte BiIo der Schmelzzone durch einen Elektronenstrahl abgetastet wird, dessen Auftrefffleck längs horizontaler Zeilen über das Bild der Schmelzzone auf dem Bildwandler wandert, bei der ferner der Elektronenstrahl unter dem Einfluß einer wechselstromdurchflossenen Spule zur Erzielung der horizontalen Ablenkung seines Auftreffflecks in den einzelnen Abtastzeilen gehalten ist.

Eine solche Vorrichtung ist in der DT-OS 21 13 720 beschrieben. Häufig wird dabei die Fersehkamera als Regelfühler zur Beaufschlagung einer den Abstand der beiden die Schmelzzone tragenden festen Teile des zu behandelnden Halbleiterstabes und damit den Durchmesser der Schmelzzone an der Kristallisationsgrenze beeinflussenden Regelstrecke verwendet. Dann ist es aber ungünstig, wenn der horizontale Maßstab, also mit anderen Worten die horizontale Auslenkung des Elektronenstrahls nicht konstant bleibt.

Durch die DT-OS 19 15 041 ist nun eine Stabilisierungsschaltung für die Zeilenablenkung in einem Transistor-Fernsehempfänger bekannt, bei der eine Regelschaltung zur Regelung der Zeilcnablenkampliiude^eine dem Strom durch die /eilenablenkspulen einsprechende Regelgröße und als Eingangsgröße eine der Speisespannung des Leistiingsiransistors entspres chende Größe benutzt v-ird.

Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, die das UiId der Schmeizzone in elektrische und regel- bzw. meßtechnisch auszuwertende Signale übertragende Fersehkamera mit einer ebenfalls zu einer konstanten Ablenkam-

,0 plitude führenden Schaltung auszustatten, die vor allem den mit dem Zonenschmelzen verbundenen Belastungen standhalten kann.

Es ist deshalb gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der für die Ablenkung erforderliche und von einem Sägezahngenerator gelieferte Wechselstrom der Ablenkspule über einen Festwiderstand zugeführt ist, daß ferner der an diesem Festwiderstand auftretende Spannungsabfall zur Steuerung eines — einen dem Spitzenwert des angelegten Wechselstromes analogen

Gleichstrom liefernden — Meßgleichrichters dient und der von diesem Meßgleichrichter gelieferte Strom im Summationspunkt eines Regelkreises mit einem von einem Sollwertgeber gelieferten Gleichstrom im Sinne einer Differenzbildung überlagert ist, und daß schließlieh der im Summationspunkt auftretende Differenzstrom dem Sägezahngenerator im Sinne einer Regelung der Amplitude des von dem Sägezahngenerator an die Ablenkspule gelieferten Wechselstromes zugeführt ist,

Eine solche Anordnung wird anhand der Figur beschrieben. Das Bild der durch einen vertikal gehalterten Halbleiterstab durchwandernden Schmelzzone 2 wird von der Optik 12 einer Fersehkamera 1 auf den Bildwandler (Vidikon) 13 der Fersehröhre 14 in der Fersehkamera 1 projiziert. Das Vidikon 13 wird von dem von einer Kathode 15 ausgehenden Elektronenstrahl 16 längs paralleler, äquidistanter, horizontaler Zeilen abgetastet. Um den Elektronenstrahl-Auftrefffleck längs der hierbei jeweils eingestellten horizontalen Zeile auf dem Bildwandler 13 zu führen, ist eine Horizontal-Ablenkspule 11 vorgesehen. Der Elektronenstrahl 16 ist Bestandteil eines (im einzelnen nicht weiter dargestellten) elektrischen Stromkreises, der auf eine Bildsignal-Verarbeitungsanlage 3 geschaltet ist. Diese dient zur weiteren Auswertung des Bildes der Schmelzzone 2, z. B. im Sinne einer Regelung des Durchmessers des aus der Schmelzzone 2 auskristallisierenden Halbleiterstabes.

Für die Erzeugung des Horizontalablenkstromes in der Horizontal-Ablenkspule 11 ist ein Sägezahngenerator 4 vorgesehen, welcher über die Horizontal-Ablenk spule 11 der Bildaufnahmeröhre 13 die Horizontal-Ablenkung des Elektronenstrahles 16 innerhalb der einzelnen Abtastzeilen bewirkt.

Um nun einen dem Strom in der Ablenkspule 11 proportionalen Meßwert zu gewinnen, ist ein Widerstand 5 in den Kreis des Horizontal-Ablenkstromes geschaltet. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand 5 ist proportional dem Ablenkstrom in der Horizontal-Ablenkspule 11. Diese sägezahnförmig verlaufende Spannung längs des Widerstandes 5 wird einem Verstärker 6 zugeführt und gelangt anschließend in einen Meßgleichrichter 7. Durch Spitzenwert-Gleichrichtung im Meßgleichrichter 7 gewinnt man dann eine dem Spitzenwert des Ablenkstromes proportionale Gleichspannung, die dann als Meßgröße für den Regeivorgang dient. Diese Meßgleichspannung wird mit der von einem Sollwertgeber 8 erzeugren Sollspannung verglichen. Die Sollspannung kann — zur

Änderung des IJmselzmalistabes der opto-elekiromsehen Bildwandlung in der l'ersehkamera — auf verschiedene Werte eingestellt werden.

Die aus dem Vergleich zwischen Sollwert und MeUspannung resultierende Differenzspannung wird in einem Regelverstärker 9 verstärkt, an dessen Ausgang eine Regelspannung entsteht, dx· zur Regelung der Amplitude der Sägezahnspannung im Sägezahngenerator 4 unter Verwendung bekannter, in der Figur nicht dargestellter Schaltungsmittel und Schaltungen verwendet wird. Damit wird also die vom Regeler 9

abgegebene Regelspannung zur Kmregelung des von dem Generator 4 abgegebenen sägezahnformig verlaufenden Stromes auf einen wahlweise einzustellenden konstanten Wert eingeregelt. Die Amplitude des Sagezahnstromes kann bei Ausfall der Regeleinrichtung nach betätigung des Umschalters 10, /. B. über ein Potentiometer, eingestellt werden.

Die beschriebene Vorrichtung ist vor allem auch den thermischen Beanspruchungen durch die von der heißen Schmelzzone eingestrahlte Hitze und den dadurch bedingten Regelschwankungen gewachsen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Vorrichtung zum tiegellosen Zonenschmelzen eines I lalbleiterstabes, bei der die durch den llalbleiterstab zu führende Schmelzzone .sich im Bildaufnahniebereich einer die .Schmelzzone überwachenden Fernsehkamera befindet und bei der das auf den Bildwandler der Fernsehkamera projizierte Bild der Schmdzzone durch einen Elektronenstrahl abgetaslet wird, dessen Auftrefffleck längs horizontaler Zeilen über das Bild der Schmeizzone auf dem Bildwandler wandert, bei der feiner der Elektronenstrahl unter dem Einfluß einer wechselstromdurchflossenen Spule zur Erzielung der horizontalen Ablenkung seines Auftreffflecks in den einzelnen Abtastzellen gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Ablenkung erforderliche und von einem Sagezahngenerator (4) gelieferte Wechselstrom der Ablenkspule (11) über einen Festwiderstand (5) zugeführt ist, daß ferner der an diesem Festwiderstand (5) auftretende Spannungsabfall zur Steuerung eines — einen dem Spitzenwert des angelegten Wechselstromes analogen Gleichstrom liefernden — Meßgleichrichters (7) dient und der von diesem Meßgleichrichter (7) gelieferte Strom im Summationspunkt (Sj eines Regelkreises mit einem von einem Sollwertgeber (8) gelieferten Gleichstrom im Sinne einer Differenzbildung überlagert ist, und daß schließlich der im Summationspunkt ^auftretende Differenzstrom dem Sägezahngenerator im Sinne einer Regelung der Amplitude des von dem Sägezahngenerator (4) an die Ablenkspule (11) gelieferten Wechselstromes zugeführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Festwiderstand (5) und dem Meßgleichrichter (7) ein Verstärker (6) geschaltet ist.