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一种适用于大尺寸单晶硅感光快速收尾的单晶炉盖

2021-03-04 06:42:21

一种适用于大尺寸单晶硅感光快速收尾的单晶炉盖

  技术领域

  本实用新型属于单晶硅制造领域,尤其是涉及一种适用于大尺寸单晶硅感光快速收尾的单晶炉盖。

  背景技术

  随着光伏行业竞争的日益激烈,市场的不断规划整合,大尺寸单晶硅顺势而生;大尺寸单晶硅对于组装大规模的集成电路更具优势,对于企业降低成本战略更具显著。单晶硅在拉制过程中的收尾工序可以有效的减少热应力的冲击,从而减少位错,提高产出成晶率,并有效的降低成本。

  现有技术中,在收尾时只能进行盲收,通过预定好的相匹配的的加热温度和单晶拉速进行收尾,收尾后再针对收尾情况进行评估和方案的改进,工作人员也可通过视窗对收尾情况进行初步的判定,但是在直拉大尺寸单晶硅收尾过程中,由于硅棒尺寸大直径宽的原因,会导致视线受阻,而且越到收尾后期,视线受阻越严重,想要根据收尾形状判定较为经济的收尾目的存在一定困难。达到收尖效果时,收尾时间过长,收尾效率较低,并且时间过长反而会增加位错的产生;盲收也会存在未达到有效减少位错的目的,过于压缩收尾时间会导致收断,不能有效减少位错,也会影响产量产出。

  发明内容

  为解决上述技术问题,本实用新型提供一种适用于大尺寸单晶硅感光快速收尾的单晶炉盖。

  本实用新型采用的技术方案是:一种适用于大尺寸单晶硅感光快速收尾的单晶炉盖,单晶炉盖上设有感光仪,感光仪朝向单晶炉内液面。

  优选地,单晶炉盖上设有视窗,感光仪设置在视窗外侧。

  优选地,视窗中部为析金玻璃。

  优选地,感光仪连接有分析装置。

  优选地,感光仪指向单晶炉内液面的中心。

  本实用新型具有的优点和积极效果是:通过对单晶炉内液面亮度的监控,获得液面温度变化的信息,与拉速配合实现快速收尾的目的,使得收尾过程更为灵活,既保证有效的减少位错,又不会造成原料的浪费;另外还能通过实时数据变化实现收尾自动化,与人工经验判断比较效率更高,也更适合批量化、规模化。

  附图说明

  图1是本实用新型一个实施例结构示意图。

  图中:

  1、单晶炉2、液面3、视窗

  4、感光仪

  具体实施方式

  如图1所示,本实用新型涉及一种适用于大尺寸单晶硅感光快速收尾的单晶炉1盖,单晶炉1盖上设有感光仪4,感光仪4朝向单晶炉1内液面2,指向光圈范围,感光仪4能够实时观测单晶炉1内液面2光圈亮度,从而反馈液面2温度,为收尾拉速的调整提供依据。现有的单晶炉1盖上设有视窗3,为了方便操作人员观察单晶炉1内的情况,感光仪4可设置在视窗3外侧,视窗3中部为析金玻璃,透光率较好,避免操作人员观察时导致刺目,不会影响感光仪4对亮度的识别,感光仪4指向单晶炉1内液面2的中心,从视窗3角度对液面2进行观测;感光仪4连接有分析装置,能够将亮度信息转换成温度信息,分析装置可以为处理器,单片机或为控制系统中的一个模块,只要能够将感光仪4输出的亮度信息转换呈温度信息即可。

  现有的收尾主要是依据工艺参数的优化来实现的,通过对拉速、温补及埚转的调节来使尾部的直径越来越小直至收尖从而实现收尾的目的;但是完全依靠工艺参数的收尾技术过于局限,如果热场的改变及单晶直径的改变都需要新的收尾参数来匹配。尤其使用原设备用于大尺寸单晶硅的生产,由于尺寸的增加会导致原有收尾工艺完全无法使用,需要摸索新的收尾工艺。

  采用上述用于大尺寸单晶硅感光快速收尾的单晶炉1盖能够辅助大尺寸硅棒实现快速收尾,迅速得到最佳的收尾工艺,根据液面2亮度的变化反馈温度变化的信息,根据温度变化情况调整收尾过程的拉速,保证有效避免位错,并能快速收尾完毕,避免浪费过多的原料,也避免由于收尾时间过长反而增加的位错。具体步骤如下:

  步骤一感光仪4观测单晶炉1液面2亮度;

  步骤二与感光仪4连接的分析装置将获得的亮度信息转换成温度信息;

  步骤三连接单晶炉1和分析装置的控制系统根据温度信息调整拉速;

  按顺序重复实施步骤一、步骤二和步骤三直至收尾结束。

  其中,步骤二中亮度信息转换成温度信息具体通过亮度温度转换标准进行转换,亮度温度转换标准中亮度信息和温度信息一一对应。亮度温度转换标准为预先通过试验进行制定得到的,首先将亮度划分成3-7个等级,设定中间的等级为0级亮度,向更亮的方向分别为+1级亮度、+2级亮度、+3级亮度,向较暗的方向分别为-1级亮度、-2级亮度、-3级亮度,设定0级亮度为满埚料的情况下,校准热场为1300SP时光圈亮度;每提升一个亮度级别为热场温度上升10SP时光圈亮度,每降低一个亮度级别为热场温度降低10SP时光圈亮度。通过各个级别的光圈亮度和温度的一一比对,制成亮度温度转换标准。

  其中,步骤三中热场温度每上升10SP,拉速降低5-10mm/h,相应的热场温度每降低10SP,拉速升高5-10mm/h。

  下面结合附图对本实用新型的实施例做出说明。

  实施例1:

  一种适用于大尺寸单晶硅感光快速收尾的单晶炉1盖,单晶炉1盖上设有感光仪4,感光仪4朝向单晶炉1内液面2,感光仪4指向单晶炉1内液面2的中心;单晶炉1盖上设有视窗3,视窗3中部为析金玻璃,感光仪4设置在视窗3外侧,感光仪4连接有分析装置;分析装置为单片机,分析装置连接单晶炉1的控制系统。

  实施例2:

  一种适用于大尺寸单晶硅的感光快速收尾方法,在单晶炉1盖上设置感光仪4,监控单晶炉1内液面2光圈亮度,判断液面2温度,根据实时温度调整拉速进行收尾。

  具体步骤如下:

  步骤一感光仪4观测单晶炉1液面2亮度;

  步骤二与感光仪4连接的分析装置根据亮度温度转换标准将获得的亮度信息转换成温度信息;

  步骤三连接单晶炉1和分析装置的控制系统根据温度信息调整拉速,热场温度每上升10SP,拉速降低5-10mm/h,相应的热场温度每降低10SP,拉速升高5-10mm/h。

  按顺序重复实施步骤一、步骤二和步骤三直至收尾结束。

  实施例3:

  亮度温度转换标准为预先通过试验进行制定得到的,首先将亮度划分成7个等级,设定中间的等级为0级亮度,向更亮的方向分别为+1级亮度、+2级亮度、+3级亮度,向较暗的方向分别为-1级亮度、-2级亮度、-3级亮度,设定0级亮度为满埚料的情况下,校准热场为1300SP时光圈亮度为144-150cd/m2,设定为0级亮度;+1级亮度为热场温度为1305SP时光圈亮度,+2级亮度为热场温度为1310SP时光圈亮度,+3级亮度为热场温度为1315SP时光圈亮度,-1级亮度为热场温度为1295SP时光圈亮度,-2级亮度为热场温度为1290SP时光圈亮度,-3级亮度为热场温度为1285SP时光圈亮度,具体对应信息见表1

  表1

  

  实施例4

  感光仪4观测单晶炉1内液面2光圈亮度,根据亮度温度转换标准推断光圈亮级别度,从而判断热场温度,根据热场温度调整拉速,具体对应信息如表2所示。

  表2

  

  

  例如,光圈亮度测量为141.5cd/m2,判定热场温度约为1305SP,为了适应此时的热场温度需要相应的调整拉速,将拉速调整为80左右,这样根据收尾实时温度对拉速进行调整,保证收尾质量的同时,也能够最大限度的限制收尾长度。

  以上对本实用新型的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

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