Fakultät Elektrotechnik Institut für Regelungs- und Steuerungstheorie Prof. Dr.-Ing. Dr.rer.nat. K. Reinschke Regelung eines Czochralski-Prozesses zur Einkristallzüchtung Am Institut für Kristallzüchtung (IKZ) Berlin werden Einkristalle aus Gallium-Arsenid und Indium-Phosphid nach dem sogenannten Czochralski-Verfahren gezogen. Dabei erfolgt die Züchtung durch Heranführen eines Impfkristalls an die in einem Tiegel befindliche Schmelze und anschließendes Herausziehen unter vorsichtiger Abkühlung, wobei sich der Kristall ausprägt. Bei dem am IKZ eingesetzten "`Dampfdruckgesteuerten Züchtungsprozeß"' können die Temperaturgradienten im Kristall darüberhinaus durch gezielte Einstellung des Arsen- bzw. Phosphordampfdrucks während des Wachstums minimiert werden, wodurch sich die strukturelle Qualität des Halbleitermaterials verbessert. Die geringen Temperaturgradienten führen zu großen Problemen bei der Durchmesserregelung der aus der Schmelze wachsenden Kristalle. Aus diesem Grund wurde am Institut für Regelungs- und Steuerungstheorie ein neues Regelungskonzept zur Reaktion auf schnell einwirkende Störungen entwickelt, dessen Kern darin besteht, zunächst die Kristallgeometrie über einen nichtlinearen Beobachter zu schätzen und hierauf aufbauend, unter Zuhilfenahme zusätzlicher Messungen, den gesamten thermischen Teil des Modells zu erfassen. Die Flachheit des Systems erlaubt es dann, eine Folgeregelung zur Nachführung des Kristallradius entlang einer geeigneten Solltrajektorie zu entwerfen. Aufgabenstellung für studentische Hilfskräfte oder eine Studienarbeit: Simulation: Erweiterung bestehender Simulations-Software unter MATLAB/SIMULINK für verschiedene Teile des Prozeßmodells Erstellen von Algorithmen zur Durchführung von offline-Versuchen auf Basis von an den Züchtungsanlagen experimentell aufgenommenen Daten Aufbereitung von Programmen zur interaktiven Nutzung am Institut für Kristallzüchtung Modellbildung und Beobachterentwurf: Erweiterung des die hydromechanischen Zusammenhänge im System beschreibenden Modells für bestimmte Spezialfälle Anpassen unterschiedlicher Beobachterkonzepte an die erweiterten Modelle Ansprechpartner: Dr. Joachim Rudolph (BAR E21) Dipl.-Ing. Jan Winkler (BAR E20)