间接控制拉晶直径的方法及直拉单晶晶棒的生产方法技术

本发明专利技术提供一种间接控制拉晶直径的方法及直拉单晶晶棒的生产方法，在获取到的所述生产状态影像中，获取参考晶棒直径，并对参考晶棒直径进行修正，以修正后参考晶棒直径为参照，控制等径时的单晶直径。一方面，在所述生产状态影像中，能够获取完整的参考晶棒直径，从而解决了由于晶棒直径过大或单晶炉设计缺陷，导致通过传统测径仪无法直接获取拉晶直径，造成拉晶直径失控的技术问题。另一方面，提供了一种新的控制拉晶直径的方式，克服通过传统测径仪无法直接获取拉晶直径的问题的同时，为操作人员测量并控制拉晶直径提供可靠的参考，有利于降低由于测径仪本身、测径仪操作过程及操作人员主观因素引入的测量误差。

【技术实现步骤摘要】
间接控制拉晶直径的方法及直拉单晶晶棒的生产方法
本专利技术属于直拉法生产单晶硅的
，具体涉及一种间接控制拉晶直径的方法及直拉单晶晶棒的生产方法。
技术介绍
采用直拉法生产单晶硅，其中在等径工序中，必须定时的去测量晶棒直径，以确保拉晶晶棒的直径满足客户规格，直径偏大，容易造成材料浪费，偏小则导致产品报废或降级，给生产造成不必要的损失。一般量取直径是通过主视窗口上的附件，目镜和刻度条确认目测直径，此目测直径受人员差异，目镜移动差异影响，特别新员工，目镜松动，容易造成拉制产品直径不合适。现有技术中，如专利号为201611116993.4的中国专利技术专利公开了一种直拉单晶产业化直径生长自控的工艺方法，并具体公开通过固定在单晶炉上的CCD摄像机采集拉晶时的外径尺寸，并结合出炉单晶实际直径，校正CCD摄像机的显示直径。具体地，校正方式为：合炉后开始拉晶作业，单晶拉至转肩后，为等径拉制，从转肩开始到保持长度200mm，每10mm用测径仪测量一次直径，记录每一个测试位置的CCD摄像机显示直径值和测径仪测量值，单晶出炉后，用游标卡尺对等径部分每10mm测量一次直径，对CCD摄像机显示直径值、测径仪测量值及游标卡尺测量值三组数据进行对比分析，在下次单晶保持稳定时校正CCD摄像机的显示直径。上述工艺方法虽然解决了使用测径仪测量单晶晶棒直径过程时，存在较大的主观性的技术问题。但其校正过程中依然依赖测径仪进行调整，而有些单晶炉炉台因所拉制的晶棒直径太大或原有设计未考虑到拉制大直径的晶棒，通过测径仪直接测量，则无法测量到直径。特别是拉制大直径单晶晶棒，如利用28吋热场拉制直径18.5吋晶棒，本身晶棒拉制难度就大，若无法准确控制住直径，可能就会太大，又增加了拉晶难度，且埚跟比无法准确输入，液面距离热屏底部的距离GAP无法保证，这样可能需要人为干预，致使生长界面上下波动，晶棒失去单晶结构。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种间接控制拉晶直径的方法，以解决现有技术中，拉制大直径晶棒时或由于设计缺陷，通过测径仪无法直径获取拉晶直径的技术问题。本专利技术还提供一种直拉单晶晶棒的生产方法，以精准控制拉晶直径，防止拉晶直径过大造成原料浪费，或者拉晶直径过小导致晶棒报废或降级。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种间接控制拉晶直径的方法，包括以下步骤：a.获取直拉单晶炉内的生产状态影像；b.获取所述生产状态影像中包含的参考晶棒直径；c.根据等径后的单晶晶棒的实际直径与需要生产的单晶晶棒的目标直径，对所述参考晶棒直径进行修正，获取修正后参考晶棒直径；d.以修正后参考晶棒直径为直拉单晶等径过程开始的晶棒直径的替代参数，投入直拉单晶晶棒的生产。优选地，步骤c中，所述“对所述参考晶棒直径进行修正，获取修正后参考晶棒直径”的方法包括以下步骤：c1.获取所述生产状态影像中包含的第一参考晶棒直径L1；c2.以第一参考晶棒直径L1为直拉单晶等径过程开始的参数，并获取第一次等径后的单晶晶棒的实际直径D1；c3.根据第一次等径后的单晶晶棒的实际直径D1与需要生产的单晶晶棒的目标直径D0，对第一参考晶棒直径L1进行修正，获取第二参考晶棒直径L2；c4.以第二参考晶棒直径L2为直拉单晶等径过程开始的参数，并获取第二次等径后的单晶晶棒的实际直径D2；c5.根据第二次等径后的单晶晶棒的实际直径D2与需要生产的单晶晶棒的目标直径D0，对第二参考晶棒直径L2进行修正，获取第三参考晶棒直径L3；c6.以此类推，以第N参考晶棒直径LN为直拉单晶等径过程开始的参数，并获取第N次等径后的单晶晶棒的实际直径DN；根据第N次等径后的单晶晶棒的实际直径DN与需要生产的单晶晶棒的目标直径D0，对第N参考晶棒直径LN进行修正，获取第(N+1)参考晶棒直径LN+1，直至第N次等径后的单晶晶棒的实际直径DN与需要生产的单晶晶棒的目标直径D0的差值在可接受范围内；其中，N为≥2的整数。c7.以第(N+1)参考晶棒直径LN+1作为所述修正后参考晶棒直径。优选地，步骤b中，所述“获取所述生产状态影像中包含的参考晶棒直径”的方法为：测量所述生产状态影像中，热屏内壁与结晶面之间的垂直距离。优选地，步骤c6中，所述“根据第N次等径后的单晶晶棒的实际直径DN与需要生产的单晶晶棒的目标直径D0，对第N参考晶棒直径LN进行修正，获取第(N+1)参考晶棒直径LN+1”的方法为：c61.按照lN＝(D-DN)/LN计算单位参考直径，其中，lN为单位参考直径，D为热屏内径；c62.按照以下过程对LN进行修正：当DN-D0＜0时，LN+1＝LN-(DN-D0)/lN；当DN-D0＞0时，LN+1＝LN+(DN-D0)/lN。优选地，2≤N≤4。优选地，采用光学照相机获取直拉单晶炉内的生产状态影像，光学照相机固定安装于直拉单晶炉的主视窗口上，且保持采集角度、焦距不变。优选地，将获取到的所述生产状态影像投影至一显示屏上，在所述显示屏上测量生产状态影像中，热屏内壁与结晶面之间的垂直距离。优选地，获取修正参考晶棒直径的过程中，每一次测量在所述显示屏上的位置不变。一种直拉单晶晶棒的生产方法，利用如权利要求上所述的间接控制拉晶直径的方法，控制直拉单晶晶棒直径，进行直拉单晶晶棒的生产。本专利技术采用上述技术方案，其有益效果在于：在获取到的所述生产状态影像中，获取参考晶棒直径，并对参考晶棒直径进行修正，获取修正后参考晶棒直径，以此修正后参考晶棒直径为参照，控制等径时的单晶直径。一方面，在所述生产状态影像中，能够获取完整的参考晶棒直径，从而解决了由于晶棒直径过大或单晶炉设计缺陷，导致通过传统测径仪无法直接获取拉晶直径，造成拉晶直径失控的技术问题。另一方面，从所述生产状态影像中获取参考晶棒直径，相当于提供了一种新的控制拉晶直径的方式，克服通过传统测径仪无法直接获取拉晶直径的问题的同时，为操作人员测量并控制拉晶直径提供可靠的参考，有利于降低由于测径仪本身、测径仪操作过程及操作人员主观因素引入的测量误差。附图说明图1为获取参考晶棒直径的方法示意图。图2为显示屏4的后视图。图3为生产状态影像示意图。图中：显示屏4、测量尺5、热屏影像1、硅熔汤影像2、结晶面影像3。具体实施方式请参看图1至图3，一具体实施方式中，一种间接控制拉晶直径的方法，包括以下步骤：a.获取直拉单晶炉内的生产状态影像。例如，利用光学照相机，例如CCD摄像机或普通光学照相机、成像机，通过设置在直拉单晶炉上预留的测径窗口，获取直拉单晶炉内的生产状态影像。该生产状态影像中，包含有热屏影像1、硅熔汤影像2以及呈明显光亮部的结晶面影像3。一优选实施例中，将获取的生产状态影像投影至一显示屏4上，以便于从生产状态影像中，测量获取必需的数据。b.获取所述生产状态影像中包含的参考晶棒直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种间接控制拉晶直径的方法，其特征在于，包括以下步骤：/na. 获取直拉单晶炉内的生产状态影像；/nb. 获取所述生产状态影像中包含的参考晶棒直径；/nc. 根据等径后的单晶晶棒的实际直径与需要生产的单晶晶棒的目标直径，对所述参考晶棒直径进行修正，获取修正后参考晶棒直径；/nd. 以修正后参考晶棒直径为直拉单晶等径过程开始的晶棒直径的替代参数，投入直拉单晶晶棒的生产。/n

【技术特征摘要】
1.一种间接控制拉晶直径的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.获取直拉单晶炉内的生产状态影像；
b.获取所述生产状态影像中包含的参考晶棒直径；
c.根据等径后的单晶晶棒的实际直径与需要生产的单晶晶棒的目标直径，对所述参考晶棒直径进行修正，获取修正后参考晶棒直径；
d.以修正后参考晶棒直径为直拉单晶等径过程开始的晶棒直径的替代参数，投入直拉单晶晶棒的生产。


2.如权利要求1所述的间接控制拉晶直径的方法，其特征在于：步骤c中，所述“对所述参考晶棒直径进行修正，获取修正后参考晶棒直径”的方法包括以下步骤：
c1.获取所述生产状态影像中包含的第一参考晶棒直径L1；
c2.以第一参考晶棒直径L1为直拉单晶等径过程开始的参数，并获取第一次等径后的单晶晶棒的实际直径D1；
c3.根据第一次等径后的单晶晶棒的实际直径D1与需要生产的单晶晶棒的目标直径D0，对第一参考晶棒直径L1进行修正，获取第二参考晶棒直径L2；
c4.以第二参考晶棒直径L2为直拉单晶等径过程开始的参数，并获取第二次等径后的单晶晶棒的实际直径D2；
c5.根据第二次等径后的单晶晶棒的实际直径D2与需要生产的单晶晶棒的目标直径D0，对第二参考晶棒直径L2进行修正，获取第三参考晶棒直径L3；
c6.以此类推，以第N参考晶棒直径LN为直拉单晶等径过程开始的参数，并获取第N次等径后的单晶晶棒的实际直径DN；根据第N次等径后的单晶晶棒的实际直径DN与需要生产的单晶晶棒的目标直径D0，对第N参考晶棒直径LN进行修正，获取第（N+1）参考晶棒直径LN+1，直至第N次等径后的单晶晶棒的实际直径DN与需要生产的单晶晶棒的目标直径D0的差值在可接受范围内；其中，N为≥2的整数。
c7.以第（N+1）参考晶棒直径LN+1作为所述修...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁万亮，丁亚国，马国忠，顾燕滨，河野贵之，
申请(专利权)人：宁夏银和新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64