一种拉晶装置、设备及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种拉晶装置、设备及方法，拉晶装置包括：坩埚，包括一用于容纳硅熔液的容纳空间；磁场发射部，用于向坩埚处输出磁场；温度测量部，用于测量一个或多个指定位置的硅熔液的温度值；控制部，控制部分别与磁场发射部和温度测量部连接，控制部用于接收温度测量部发送的一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定磁场发射部输出磁场的目标磁场强度，并控制磁场发射部输出强度为目标磁场强度的磁场。这样可以对磁场进行自动化调控，能将硅熔液的对流强度控制在一定范围内，进而优化硅熔液对流变化所导致的硅熔液内部的热传导，为硅晶体生长提供更加稳定的工艺条件。

A drawing crystal device, equipment and method

The embodiment of the invention provides a crystallographic device, equipment and method. The crystallographic device includes: a crucible, including a space for containing the silicon melt; a magnetic field transmitting part, for outputting a magnetic field to the crucible; a temperature measuring part, for measuring the temperature value of the silicon melt at one or more designated positions; a control part, which is connected with the magnetic field transmitting part and the temperature measuring part respectively The control unit is used to receive the temperature value of the silicon melt at one or more designated positions sent by the temperature measurement unit, determine the target magnetic field strength of the magnetic field output by the magnetic field emission unit according to the temperature value of the silicon melt at one or more designated positions, and control the magnetic field output strength of the magnetic field emission unit as the target magnetic field strength. In this way, the magnetic field can be adjusted automatically, and the convective intensity of the silicon melt can be controlled within a certain range, so as to optimize the internal heat conduction of the silicon melt caused by the convective change of the silicon melt and provide more stable technological conditions for the growth of silicon crystal.

【技术实现步骤摘要】
一种拉晶装置、设备及方法
本专利技术涉及硅片加工制造领域，特别涉及一种拉晶装置、设备及方法。
技术介绍
在大尺寸单晶硅的生长过程中，可以通过引入磁场来抑制单晶硅生长过程中硅熔液的对流，进而来减小对硅晶体生长固液界面的影响，最终保证硅晶体生长的稳定性。在硅晶体生长过程中，坩埚内的温度会逐步产生变化，硅熔液(或称为熔体)的对流也会逐步变化，因此对磁场强度的需求也会随之变化。硅熔液对流的变化会导致硅熔液内部热传导的变化，恒定的磁场不能降低硅熔液对流变化对硅晶体生长的影响。并且现有的拉晶装置只能保持固定磁场，无法对硅熔液的对流进行精确管控，进而也就无法保证硅晶体生长的稳定性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种拉晶装置、设备及方法，以解决现有的拉晶装置只能保持固定磁场无法对硅熔液的对流进行精确管控的问题。第一方面，为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种拉晶装置，包括：坩埚，包括一用于容纳硅熔液的容纳空间；磁场发射部，用于向所述坩埚处输出磁场；温度测量部，用于测量一个或多个指定位置的硅熔液的温度值；控制部，所述控制部分别与所述磁场发射部和所述温度测量部连接，所述控制部用于接收所述温度测量部发送的一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度，并控制所述磁场发射部输出强度为目标磁场强度的磁场。可选地，所述控制部具体用于根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定所述硅熔液的最大温度差，并根据所述硅熔液的最大温度差确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度。可选地，所述温度测量部至少包括：红外温度计，所述红外温度计与所述控制部连接，所述红外温度计的测量端指向靠近所述容纳空间的侧壁一侧的硅熔液，所述红外温度计用于获取所述硅熔液的最大温度值，并将所述硅熔液的最大温度值发送给所述控制部。可选地，所述控制部用于根据以下公式确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度B其中，α是硅熔液的热膨胀系数，d是坩埚的直径，ΔT是硅熔液的最大温度差，A是预设的比例系数，g是重力加速度，vk是动力粘滞系数，σ是导电系数，B是目标磁场强度，ρ是硅熔液的密度。可选地，所述拉晶装置还包括：热屏，所述热屏位于所述坩埚的上方；晶棒提升部，所述晶棒提升部位于所述坩埚的上方。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种单晶硅生产设备，包括如上所述的拉晶装置。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种控制方法，应用于如上所述的拉晶装置；所述控制方法包括：所述控制部接收所述温度测量部发送一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度，并控制所述磁场发射部输出强度为目标磁场强度的磁场。可选地，所述根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度，包括：所述控制部根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定所述硅熔液的最大温度差；根据所述硅熔液的最大温度差，确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度。可选地，所述方法还包括：所述温度测量部测量所述硅熔液的温度值，并将测量所得的所述硅熔液的温度值发送给所述控制部。可选地，所述根据所述硅熔液的最大温度差确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度，包括：根据以下公式确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度B其中，α是硅熔液的热膨胀系数，d是坩埚的内径，ΔT是硅熔液的最大温度差，A是预设的比例系数，g是重力加速度，vk是动力粘滞系数，σ是导电系数，B是目标磁场强度，ρ是硅熔液的密度。可选地，所述方法还包括：所述温度测量部测量所述硅熔液的温度值，并将测量所得的所述硅熔液的温度值发送给所述控制部。本专利技术的实施例具有如下有益效果：在本专利技术实施例中，通过温度测量部对所述容纳空间的一个或多个指定位置的硅熔液的温度值进行监控，所述温度测量部将检测到一个或多个指定位置的硅熔液的温度值发送给所述控制部，所述控制部根据获取到的温度值确定所述磁场发射部的目标磁场强度，并控制所述磁场发射部的输出场强为目标磁场强度，进而实现对磁场发射部的输出磁场的磁场强度进行实时调控。这样，本专利技术实施例的拉晶装置可以对磁场进行自动化调控，来对硅熔液的对流进行控制，即能将硅熔液的对流强度控制在一定范围内，进而优化硅熔液的对流变化所导致的硅熔液内部的热传导，为硅晶体的生长提供更加稳定的工艺条件。附图说明图1为本专利技术实施例的拉晶装置的结构示意图之一；图2为本专利技术实施例的拉晶装置的结构示意图之二；图3为本专利技术实施例的控制方法的流程示意图之一；图4为本专利技术实施例的控制方法的流程示意图之二。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。参见图1，本专利技术实施例提供了一种拉晶装置，所述拉晶装置包括：坩埚1、磁场发射部2、温度测量部3和控制部4。其中，所述坩埚1包括一用于容纳硅熔液的容纳空间11；所述磁场发射部2用于向所述坩埚1处输出磁场；所述温度测量部3用于测量一个或多个指定位置的硅熔液的温度值；所述控制部4分别与所述磁场发射部2和所述温度测量部3连接，所述控制部4用于接收所述温度测量部3发送的一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定所述磁场发射部2输出磁场的目标磁场强度，并控制所述磁场发射部2输出强度为目标磁场强度的磁场。需要说明的是，所述硅熔液还可以称为熔体。在本专利技术实施例中，拉晶装置还包括：位于所述坩埚1底部的第一加热器(图中未示出)和位于所述坩埚1的侧部的第二加热器(图中未示出)。在硅晶体生长的等径阶段，所述第一加热器关闭，由所述第二加热器为坩埚1提供热源。所述硅熔液的最大温度值是靠近所述容纳空间11侧壁一侧的温度值，即靠近所述坩埚1侧壁一侧的温度；最小温度值是晶体生长固液界面处的温度值，即围绕晶棒7周围所测的温度值。由于硅熔液结晶的温度为1410℃左右，由此可以得知，所述硅熔液的最小温度值可以为1410℃左右。参见图2所示，对应地，所述指定位置可以为靠近所述容纳空间11的侧壁111一侧的第一区域112内的一个或多个位置。需要说明的是，所述第一区域112可以为沿着所述容纳空间11的侧壁111设置的预设大小的环形区域。其中，可以根据检测需要确定所述第一区域112的范围，在本专利技术实施例并不具体限定所述第一区域112的范围。可以理解的是，为了保证测量结果的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉晶装置，其特征在于，包括：/n坩埚，包括一用于容纳硅熔液的容纳空间；/n磁场发射部，用于向所述坩埚处输出磁场；/n温度测量部，用于测量一个或多个指定位置的硅熔液的温度值；/n控制部，所述控制部分别与所述磁场发射部和所述温度测量部连接，所述控制部用于接收所述温度测量部发送的一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度，并控制所述磁场发射部输出强度为目标磁场强度的磁场。/n

【技术特征摘要】
1.一种拉晶装置，其特征在于，包括：
坩埚，包括一用于容纳硅熔液的容纳空间；
磁场发射部，用于向所述坩埚处输出磁场；
温度测量部，用于测量一个或多个指定位置的硅熔液的温度值；
控制部，所述控制部分别与所述磁场发射部和所述温度测量部连接，所述控制部用于接收所述温度测量部发送的一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度，并控制所述磁场发射部输出强度为目标磁场强度的磁场。


2.根据权利要求1所述的拉晶装置，其特征在于，所述控制部具体用于根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定所述硅熔液的最大温度差，并根据所述硅熔液的最大温度差确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度。


3.根据权利要求1所述的拉晶装置，其特征在于，所述温度测量部至少包括：红外温度计，所述红外温度计与所述控制部连接，所述红外温度计的测量端指向靠近所述容纳空间的侧壁一侧的硅熔液，所述红外温度计用于获取所述硅熔液的最大温度值，并将所述硅熔液的最大温度值发送给所述控制部。


4.根据权利要求2所述的拉晶装置，其特征在于，所述控制部用于根据以下公式确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度B



其中，α是硅熔液的热膨胀系数，d是坩埚的直径，ΔT是硅熔液的最大温度差，A为预设的比例系数，g为重力加速度，vk是动力粘滞系数，σ是导电系数，B是目标磁场强度，ρ是硅熔液的密度。


5.根据权利要求1所述的拉晶装置，其特征在于，所述拉晶装置还包括：
热屏，所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰洵，全铉国，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61