一种红外线控制电路的制作方法

本发明涉及一种红外线控制电路，应用在离子注入机。

背景技术：

离子注入机是将某种元素的原子进行电离，并使其在电场中加速，控制其以一定的速度和角度射入固体材料表面的设备。

粒子注入时，要求晶圆的缺口方向一致，以保证对固体材料的导电性能改善一致。所以在粒子注入前，需要对晶圆进行精确定位。

本发明设计了一种红外线控制电路，为离子注入机晶圆定位提供了稳定可控的红外线光源。

技术实现要素：

本发明设计了一种红外线控制电路，提供了稳定可控的红外线光源，应用在离子注入机的晶圆定位。

本发明的一种红外线控制电路由五大部分组成，包括输入电路、放大电路、输出电路、反馈电路及监测电路。

本发明提供的一种红外线控制电路实现了两个功能，一是由输入电路101、放大电路102、输出电路103、反馈电路104实现的闭环控制红外线光强功能，二是由反馈电路104和监测电路105实现的实时监测红外线光强功能。

本发明具有如下显著优点：

1.红外线光强稳定可控、

2.红外线光强可监测。

3.控制电路简单，成本低。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方式的红外线控制电路结构框图

图2为根据本发明的一个实施方式的输入电路结构框图

图3为根据本发明的一个实施方式的放大电路结构框图

图4为根据本发明的一个实施方式的输出电路结构框图

图5为根据本发明的一个实施方式的反馈电路结构框图

图6为根据本发明的一个实施方式的监测电路结构框图

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明，本发明的较佳实施例图示在附图中。提供实施例是为了使揭示的内容更加透彻和完整。但不作为对本发明的限定。

图1为根据本发明的一个实施方式的红外线控制电路结构框图，其中

101为输入电路，

102为放大电路，

103为输出电路，

104为反馈电路，

105为监测电路。

红外线控制电路的控制信号由输入电路101转化为相应电压信号，该电压信号经放大电路102进行电压调理，调理信号控制输出电路103的电流，驱动led发出红外线，反馈电路104中的光敏电阻接收红外线信号，并转换为电压信号输入至放大电路的输入端，形成闭环控制。反馈电路104转换的电压信号另外经过监测电路105的处理，转换为0～10v的可监测电压信号，该信号是红外线光强的量化指标。

图2为根据本发明的一个实施方式的输入电路结构框图，201为2个限流电阻，202为1个分压电阻，在202分压电阻处并联电容，起滤波作用。控制信号经过限流电阻限流，分压电阻的分压得到电压信号。控制信号与电压信号满足下式的关系：

ui＝λ1·uc(1)

式中ui为输入电路的电压信号，uc为输入电路的控制信号，λ1为与输入电路有关的系数。

图3为根据本发明的一个实施方式的放大电路结构框图，301为放大器，302为pnp晶体管，303为npn晶体管。放大电路的输入为输入电路101转化后的电压信号，该电压信号输入放大器301正向输入端，输出信号输入pnp晶体管302的发射极，pnp晶体管302的集电极输出连接npn晶体管303的基极。在放大电路中，放大器301起到电压跟随作用，pnp晶体管302起到一级放大输出电压作用，npn晶体管303起到二级放大输出电流作用。经过放大电路的处理，放大器301的输入电压信号与输出电流满足下式的关系：

io＝λ2·ui(2)

式中io为放大电路的输出电流，λ2为与放大电路有关的系数。

图4为根据本发明的一个实施方式的输出电路结构框图，401为红外线led。输出电流驱动红外线led401发生红外线，其光强与输出电流满足下式的关系：

q＝λ3·io(3)

式中q为红外线光强量化值，λ3为与红外线led有关的参数。

综合式(1)(2)(3)，可得到该红外线控制电路的光强与控制信号满足下式的关系：

q＝λ1·λ2·λ3·uc(4)

图5为根据本发明的一个实施方式的反馈电路结构框图，501为光敏电阻，502为固定值电阻。光敏电阻501接收红外线led401发生的红外线，自身电阻随之发生变化，与其串联的固定值电阻502的分压uq随之变化。uq与红外线q满足下式的关系：

uq＝η1·q(5)

式中uq为固定值电阻502的分压，η1为与红外线led410有关的参数。

图6为根据本发明的一个实施方式的监测电路结构框图601为一级放大器，602为二级放大器，603为三级放大器。反馈电路104测的电压uq信号经一级放大器601，进行反相比例放大，放大器601的输出连接放大器602的正向输入端，进行跟随处理，放大器602的输出连接放大器603的负向输入端，进行反相单位比例放大处理。监测电路的输出为差分信号，正端取自放大器603的输出，负端取自放大器602输出。监测电路的输出电压与反馈电路104测的电压uq满足下式的关系：

uo＝η2·uq(6)

式中uo为监测电路的输出电压，η2为与监测电路有关的系数。

综合式(5)和(6)，可得出监测电路的输出电压与红外线光强的关系如下式：

uo＝η1·η2·q(7)

综合前文所述，根据式(4)，通过调节控制信号，就可调节红外线光强；根据式(7)，红外线光强的大小可通过监测电路的输出电压量化表示。

本发明专利的特定实施例已对本发明专利的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明专利精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本发明专利的侵犯，将承担相应的法律责任。

技术特征：

1.一种红外线控制电路，为晶圆定位提供稳定的红外线光源。该控制电路包括：

输入电路，用于转换输入电压，

放大电路，用于放大输入电压，

输出电路，用于控制红外线产生器件，

反馈电路，用于检测红外线强度信号，并将此信号反馈至放大电路的输入端，监测电路，用于处理红外线强度信号，转换0～10v可监测的电压信号。

2.如权利要求1所述的一种红外线控制电路，其所述输入电路是由3个或任意不少于2个电阻接地。

3.如权利要求1所述的一种红外线控制电路，其所述放大电路包括功率放大器、pnp晶体管、npn晶体管。

4.如权利要求1所述的一种红外线控制电路，其所述输出电路有npn晶体管、1个或多个电阻、12个或任意个940nm或其他波长红外线led。

5.如权利要求1所述的一种红外线控制电路，其所述反馈电路包括光敏二极管、1个或多个电阻接地。

6.如权利要求1所述的一种红外线控制电路，其所述监测电路由3个放大器构成，其中一级放大器用于电压反相比例放大，二级放大器用于电压跟随，三级放大器用于电压反相。

技术总结
本发明涉及用于晶圆缺口位置检测的红外线光源。本发明提供了一种新型红外线控制电路，该红外线控制电路具有稳定可控、成本低的优点。当该红外线控制电路应用于离子注入机时，可为晶圆缺口检测提供稳定可控的红外线光源，属于半导体领域。

技术研发人员：刘海财
受保护的技术使用者：北京中科信电子装备有限公司
技术研发日：2019.04.02
技术公布日：2020.10.13