测量拉晶炉熔硅液面高度的结构及拉晶炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种测量拉晶炉熔硅液面高度的结构及拉晶炉，该结构包括固定在导流筒下部的辅助板、线性光源和摄像装置，辅助板接近导流筒中心的内侧面为平面，并且辅助板的内侧面垂直于熔硅液面，辅助板的内侧面的下边缘为水平线段，线性光源发出的线性光照射在辅助板和熔硅液面上，照射在辅助板的内侧面上的线性光与内侧面的下边缘之间的夹角为θ，夹角θ大于0度小于90度，照射在熔硅液面上的线性光能够反射到辅助板的内侧面上，摄像装置能够拍摄辅助板内侧面上的光线。本实用新型专利技术提供的测量拉晶炉熔硅液面高度的结构和拉晶炉能够提高对熔硅液面到导流筒底部距离测量的准确性,保证该距离处于预设范围，从而可以确保生产晶体的品质。产晶体的品质。产晶体的品质。

【技术实现步骤摘要】
测量拉晶炉熔硅液面高度的结构及拉晶炉


[0001]本技术涉及单晶硅生产
，尤其涉及一种测量拉晶炉熔硅液面高度的结构以及包括该结构的拉晶炉。

技术介绍

[0002]目前生产单晶硅主要使用的是直拉法，直拉法是用石墨电阻加热，将装在高纯度石英坩埚中的多晶硅熔化，然后将籽晶插入熔体表面进行熔接，同时转动籽晶，再反转坩埚，籽晶缓慢向上提升，经过引晶、放大、转肩、等径生长、收尾等过程，形成单晶硅晶棒。随着单晶硅原材料品质要求的不断提高，晶棒中的晶体缺陷要求越来越严格。晶体内缺陷的形成和分布受到晶体生长的温度梯度的影响，而熔硅液面到导流筒底部的距离，即Me lt Gap，会显著影响晶体生长的温度梯度。因此为了保证晶体的品质，在多晶硅熔料结束后要对Me lt Gap进行测量，使得熔硅液面到导流筒底部的距离处于预设范围。在后续晶棒提拉过程中，随着晶体的生长，坩埚内的熔液不断减少，熔硅液面会不断下降，与此同时坩埚要不断上升，为了保证熔硅液面到导流筒底部的距离处于预设范围，这需要对该距离进行实时准确地监控和调整。
[0003]现有的测量熔硅液面到导流筒底部距离的方法是在导流筒下部插入一根截面为圆形的石英吊钩，通过石英吊钩在熔硅液面的倒影成像原理进行测量。但该测量方法在实际测量过程会有一些不足：如在高温强辐射干扰下，在熔硅液面的倒影很不清楚；如液面的波动等，会影响倒影的形状；这些很大程度上影响了测量的准确性。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种测量拉晶炉熔硅液面高度的结构，能够提高对从熔硅液面到导流筒底部的距离测量的准确性。
[0005]为了实现上述目的，本技术提供了一种测量拉晶炉熔硅液面高度的结构，包括固定在导流筒下部的辅助板、安装在拉晶炉上的线性光源和摄像装置，所述辅助板接近导流筒中心的内侧面为平面，并且所述辅助板的内侧面垂直于熔硅液面，所述辅助板的内侧面的下边缘为水平线段，所述线性光源发出的线性光的一部分能够照射在所述辅助板的内侧面上，另一部分能够照射在所述熔硅液面上，照射在所述辅助板的内侧面上的线性光与内侧面的下边缘之间的夹角为θ，夹角θ大于0度小于90度，照射在所述熔硅液面上的线性光能够反射到所述辅助板的内侧面上，所述摄像装置能够拍摄所述辅助板的内侧面上的光线。
[0006]优选地，所述辅助板为平面薄板。
[0007]优选地，所述辅助板采用石英片或石墨片制作。
[0008]优选地，所述辅助板的上端固定有横板，所述横板垂直于所述辅助板，所述辅助板通过横板固定在所述导流筒上。
[0009]优选地，所述夹角θ大于30度小于60度。
[0010]优选地，所述线性光源为线性激光源。
[0011]优选地，所述线性光源安装在拉晶炉的炉盖上。
[0012]本技术与现有技术的不同之处在于，本技术提供的测量拉晶炉熔硅液面高度的结构通过在导流筒的下方固定安装辅助板，并使得辅助板接近导流筒中心的内侧面为平面，该内侧面垂直于熔硅液面，当线性光源发出的线性光(即呈直线段形状的光线)照射在辅助板的内侧面和熔硅液面上时，照射在熔硅液面上的部分线性光能够反射到辅助板的内侧面上。即相当于在辅助板的内侧面上形成了入射光束和反射光束。因为线性光源的位置是固定的，则照射在辅助板的内侧面上的线性光与内侧面的下边缘之间的夹角θ(入射角)也是固定已知的。通过摄像装置记录入射光束和反射光束的位置，并结合入射角，就可以计算出平面结构薄片和液面的距离。当导流筒高度、或者熔硅液面高度发生变化时，通过计算平面结构薄片和熔硅液面的距离，就可以准确地得到熔硅液面到导流筒底部距离的变化值。因此本技术提供的测量拉晶炉熔硅液面高度的结构能够提高对从熔硅液面到导流筒底部之间的距离测量的准确性。
[0013]本技术的另一个目的是提供一种拉晶炉，能够准确地测量熔硅液面到导流筒底部距离，保证该距离处于预设范围，从而可以保证生产的晶体的品质。
[0014]为了达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：
[0015]一种拉晶炉，包括炉室、炉盖、坩埚和导流筒，所述导流筒的下部固定安装有辅助板，在所述炉盖上安装有线性光源和摄像装置，所述辅助板接近导流筒中心的内侧面为平面，并且所述辅助板的内侧面垂直于熔硅液面，所述辅助板的内侧面的下边缘为水平线段，所述线性光源发出的线性光的一部分能够照射在所述辅助板的内侧面上，另一部分能够照射在所述熔硅液面上，照射在所述辅助板的内侧面上的线性光与内侧面的下边缘之间的夹角为θ，夹角θ大于0度小于90度，照射在所述熔硅液面上的线性光能够反射到所述辅助板的内侧面上，所述摄像装置能够拍摄所述辅助板的内侧面上的光线。
[0016]优选地，所述夹角θ大于30度小于60度。
[0017]所述拉晶炉与上述的测量拉晶炉熔硅液面高度的结构对于现有技术所具有的技术优势相同，在此不再赘述。
附图说明
[0018]图1是本技术提供的一种实施方式的测量拉晶炉熔硅液面高度的结构的示意图；
[0019]图2是图1所示结构的辅助板的内侧面与熔硅液面形成的光路示意图；
[0020]图3是拉晶炉中的多晶硅熔料结束后，对熔硅液面到导流筒底部辅助板距离测量的原理图；
[0021]图4是熔硅液面位置变化后，熔硅液面到导流筒底部辅助板距离变化的测量原理图；
[0022]图5是导流筒位置变化后，熔硅液面到导流筒底部辅助板距离变化的测量原理图；
[0023]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0024]1‑
辅助板；2
‑
线性光源；3
‑
导流筒；4
‑
坩埚；5
‑
熔硅液面；6
‑
横板；7
‑
晶棒；8
‑
入射光束；9
‑
液面光束；10
‑
反射光束。
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。
[0026]适当参考图1所示，本技术提供的基本实施方式的测量拉晶炉熔硅液面高度的结构包括固定在导流筒3下部的辅助板1、安装在拉晶炉上的线性光源2和摄像装置。
[0027]所述辅助板1接近导流筒3中心的内侧面为平面，并且所述辅助板1的内侧面垂直于熔硅液面5，所述辅助板1的内侧面的下边缘为水平线段。其中所述辅助板1的内侧面，是指辅助板1接近导流筒3中心或者朝向晶棒7的表面。所述辅助板1的内侧面垂直于熔硅液面5，即辅助板1的内侧面竖直设置，而坩埚4内的熔硅液面是水平的，从而使得辅助板1的内侧面与所述熔硅液面5相互垂直。所述辅助板1的内侧面的下边缘为水平线段，即如图3所示，辅助板1的内侧面的下边缘水平设置，与熔硅液面5平行。
[0028]所述辅助板1可以采用多种板材制作，优选地，所述辅助板1为平面薄板。制造辅助板1的材料可以选择能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量拉晶炉熔硅液面高度的结构，其特征在于,包括固定在导流筒(3)下部的辅助板(1)、安装在拉晶炉上的线性光源(2)和摄像装置，所述辅助板(1)接近导流筒(3)中心的内侧面为平面，并且所述辅助板(1)的内侧面垂直于熔硅液面(5)，所述辅助板(1)的内侧面的下边缘为水平线段，所述线性光源(2)发出的线性光的一部分能够照射在所述辅助板(1)的内侧面上，另一部分能够照射在所述熔硅液面(5)上，照射在所述辅助板(1)的内侧面上的线性光与内侧面的下边缘之间的夹角为θ，夹角θ大于0度小于90度，照射在所述熔硅液面(5)上的线性光能够反射到所述辅助板(1)的内侧面上，所述摄像装置能够拍摄所述辅助板(1)的内侧面上的光线。2.根据权利要求1所述的测量拉晶炉熔硅液面高度的结构，其特征在于，所述辅助板(1)为平面薄板。3.根据权利要求2所述的测量拉晶炉熔硅液面高度的结构，其特征在于，所述辅助板(1)采用石英片或石墨片制作。4.根据权利要求1所述的测量拉晶炉熔硅液面高度的结构，其特征在于，所述辅助板(1)的上端固定有横板(6)，所述横板(6)垂直于所述辅助板(1)，所述辅助板(1)通过横板(6)固定在所述导流筒(3)上。5.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙介楠，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：新型
国别省市：