用于控制直拉法硅单晶氧含量的变频磁场装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于控制直拉法硅单晶氧含量的变频磁场装置。变频磁场装置包括PLC控制器、编码器和触摸屏；单晶长度计量器连接编码器，编码器连接PLC控制器，PLC控制器分别与磁场触发板、触摸屏连接，磁场触发板连接磁场电控柜，磁场电控柜连接PLC控制器。本实用新型专利技术利用变频磁场装置实现了对磁场强度的控制，不仅降低了磁场能耗，而且又能控制单晶氧含量。设置后的PLC可以对磁场电流进行实时监控，并对磁场强度实现渐变，平缓的调节，若出现报警，可及时反馈给PLC，以关闭磁场实现磁场自我保护。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及硅单晶生产设备的附属装置，尤其是涉及一种用于控制直拉法硅单晶氧含量的变频磁场装置。
技术介绍
直拉法硅单晶均为磁场拉晶工艺（MCZ），相比非磁场工艺（CZ）存在以下优缺点：优点是：1）单晶氧含量能控制在较低水平（＜8E17atm/cm3)；2）单晶晶向均匀性更优；3）通过控制氧含量间接的控制缺陷产生几率。其缺点是：1）由于增加磁场导致固定成本的增加；2）拉晶过程中开启磁场导致能耗增加。现阶段加磁场的直拉法产品中，磁场强度稳定在800高斯时(磁场功率5KW/h)，磁场能耗平均占开炉成本的1.5%。因此，如何降低磁场能耗，而且又能更好的控制单晶氧含量是本领域技术人员研发的课题。
技术实现思路
鉴于上述现有技术现状，本技术提供一种用于控制直拉法硅单晶氧含量的变频磁场装置。利用变频磁场装置控制直拉法硅单晶氧含量，通过感应单晶长度计量器的编码器信号，根据单晶长度改变磁场强度，从而得到想要得到的单晶氧含量。本技术采取的技术方案是：一种用于控制直拉法硅单晶氧含量的变频磁场装置，其特征在于，所述的变频磁场装置包括PLC控制器、编码器和触摸屏；单晶长度计量器连接编码器，编码器连接PLC控制器，PLC控制器分别与磁场触发板、触摸屏连接，磁场触发板连接磁场电控柜，磁场电控柜连接PLC控制器。本技术所产生的有益效果是：利用变频磁场装置实现了对磁场强度的控制，不仅降低了磁场能耗，而且又能控制单晶氧含量。通过触摸屏实现对PLC的设置，设置后的PLC可以对磁场电流进行实时监控，并对磁场强度实现渐变，平缓的调节，若磁场系统在使用中出现报警，还可以将报警信息及时反馈给PLC，以关闭磁场实现磁场自我保护。附图说明图1是本技术的变频磁场装置连接原理框图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明：参照图1，用于控制直拉法硅单晶氧含量的变频磁场装置包括PLC控制器、编码器和触摸屏；单晶长度计量器连接编码器，编码器连接PLC控制器，PLC控制器分别与磁场触发板、触摸屏连接，磁场触发板连接磁场电控柜，磁场电控柜连接PLC控制器。利用变频磁场装置控制直拉法硅单晶氧含量的方法是：将制备过程中的单晶长度值设置若干个节点，每个节点的单晶长度值分别对应一个磁场强度值；在单晶制备过程中，变频磁场装置的PLC控制器实时从编码器中读取脉冲信号，该脉冲信号为当前单晶长度值，根据一个脉冲信号所对应的单晶长度值，将读取的脉冲值计算出当前的单晶长度，根据当前的单晶长度计算出当前的磁场强度，并通过触摸屏显示；同时PLC控制器实时由磁场触发板获取当前单晶制备过程中的磁场强度，并通过触摸屏显示；然后以每个节点的单晶长度值分别对应一个磁场强度值为依据，调节控制磁场强度。该方法将制备过程中的单晶长度值设置七个节点，每个节点的单晶长度值分别对应一个磁场强度值如下表：单晶长度值磁场强度第一节点100mm1200GS第二节点300mm1000GS第三节点500mm700GS第四节点700mm400GS第五节点900mm600GS第六节点1100mm800GS本技术利用变频磁场装置控制直拉法硅单晶氧含量的工艺流程如下：（1）选取本征原料（电阻率大于2000欧姆的N或P型原料），并将其以化料功率为75~120kw进行熔化，化料时间为3~8小时。（2）将步骤（1）按正常掺杂量（100~2000mg）加入磷合金掺杂剂（浓度为0.0001~0.001)，使用常规炉压14torr~20torr进行烘烤30分钟。（3）烘烤完成后，使用800高斯磁场强度进行拉晶，在等径过程中，通过感应单晶长度计量器的编码器信号，得到当前的单晶长度，根据单晶长度改变磁场强度，从而得到想要得到的单晶氧含量。本技术在触摸屏操作面板上设有自动模式、参数设置按钮，通过按钮实现磁场自动控制的开关。在等径过程中，可选择采用“自动模式”或者“参数设置”两种方式进行控制，若选择“自动模式”，则触摸屏界面显示七个节点中每个节点的单晶长度所对应的磁场强度，即实现自动调节。若选择参数设置，则进行手动调节，想得到单晶氧含量高一些，就降低磁场强度，想得到单晶氧含量低一些，就增加磁场强度。本技术在触摸屏操作面板上可显示当前单晶长度值、磁场设定值、磁场反馈值，根据单晶生产工艺设置的磁场强度绘制变化曲线并显示在触摸屏上。变频磁场装置的PLC从编码器中读取出脉冲信号，这个脉冲信号实际为单晶长度值，然后计算出1个脉冲对应多少mm，然后每次保持的时候按开始自控，使记长清0，PLC可根据读取的脉冲值计数，计算出具体单晶长度，然后PLC编写程序，计算出控制磁场强度的控制信号。变频磁场装置采用的编码器型号为E6B2-CWZ6C。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制直拉法硅单晶氧含量的变频磁场装置，其特征在于，所述的变频磁场装置包括PLC控制器、编码器和触摸屏；单晶长度计量器连接编码器，编码器连接PLC控制器，PLC控制器分别与磁场触发板、触摸屏连接，磁场触发板连接磁场电控柜，磁场电控柜连接PLC控制器。

【技术特征摘要】
1.一种用于控制直拉法硅单晶氧含量的变频磁场装置，其特征在于，所述的变频磁场装置包括PLC控制器、编码器和触摸屏；单晶长度计量器连接编码器...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙毅，于书瀚，孙昊，郑海峰，朱鹏浩，王林，
申请(专利权)人：天津市环欧半导体材料技术有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12