一种新型直拉单晶直径检测方法技术

本发明专利技术公开了一种新型直拉单晶直径检测方法，涉及直拉单晶检测技术领域。本发明专利技术包括以下步骤：第一步：使用工业摄像头采集单晶生长光圈图像；第二步：根据所得到的单晶生长图像拟合处光圈直径，对晶体直径测量，得到硅单晶的直径测量值；第三步：将单晶直径的测量值带入晶棒重量的计算公式内得出晶棒的重量，并将晶棒重量带入公式得到晶棒的长重比系数。本发明专利技术通过采用系统实施检测，在直径异常时，触发长重比系数上下限报警，及时提醒操作人员调整直径，能够避免直径过大或过小，出现加工不良，成本浪费的现象，且适用于任意规格的晶棒直径检测，有效避免直径异常造成的成本浪费。有效避免直径异常造成的成本浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种新型直拉单晶直径检测方法


[0001]本专利技术属于直拉单晶检测
，特别是涉及一种新型直拉单晶直径检测方法。

技术介绍

[0002]拉晶是指熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅，晶棒在拉晶时需要对晶棒的直径进行检测，但是现有的直径检测通过相机像素捕捉直径，在遇到热场变更或人为改动直径校正系数时，再次拉晶会出现直径偏大或偏小，系统检测不够智能化，且没有时效性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种新型直拉单晶直径检测方法，以解决现有的问题：现有的直径检测通过相机像素捕捉直径，在遇到热场变更或人为改动直径校正系数时，再次拉晶会出现直径偏大或偏小，系统检测不够智能化，且没有时效性。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种新型直拉单晶直径检测方法：
[0005]包括以下步骤：
[0006]第一步：使用工业摄像头采集单晶生长光圈图像；
[0007]第二步：根据所得到的所述单晶生长图像拟合处光圈直径，对晶体直径测量，得到硅单晶的直径测量值；
[0008]第三步：将单晶直径的测量值带入晶棒重量的计算公式内得出晶棒的重量，并将晶棒重量带入公式得到晶棒的长重比系数；
[0009]第四步：根据测得的晶棒的长重比系数设定长重比系数报警上下限；
[0010]第五步：拉晶过程中当晶棒长度达到设定值L时开始监测；
[0011]第六步：当晶棒长重比触发长重比系数报警上下限，晶棒直径偏差大，提示进行校准，直径校准后，晶棒正常拉晶；
[0012]当晶棒长重比未触发长重比系数报警上下限时，晶棒直径和重量关系匹配，正常拉晶。
[0013]进一步地，所述工业摄像头的分辨率为1024*768，镜头的焦距为50mm。
[0014]进一步地，第三步中计算晶棒重量的具体公式如下，公式中M为晶棒重量，p为密度，V为晶棒体积，D为晶棒直径，L为晶棒长度：
[0015]M＝p*V＝p*π*(D/2)2*L。
[0016]进一步地，第三步中计算晶棒长重比的具体公式如下，公式中M为晶棒重量，p为密度，V为晶棒体积，D为晶棒直径，L为晶棒长度：
[0017]L/M＝4/(p*π*D2)＝4*106/(2.33*π*D2)。
[0018]对于本领域技术人员而言，显然本专利技术与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术通过采用系统实施检测，在直径异常时，触发长重比系数上下限报警，及时提醒操作人员调整直径，能够避免直径过大或过小，出现加工不良，成本浪费的现象，且适用于任意规格的晶棒直径检测，有效避免直径异常造成的成本浪费。
具体实施方式
[0020]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]本专利技术为一种新型直拉单晶直径检测方法：
[0022]包括以下步骤：
[0023]第一步：使用工业摄像头采集单晶生长光圈图像；
[0024]第二步：根据所得到的单晶生长图像拟合处光圈直径，对晶体直径测量，得到硅单晶的直径测量值；
[0025]第三步：根据对单晶直径的测量值计算晶棒的长重比系数；
[0026]硅固体重量如下：
[0027]M＝p*V＝p*π*(D/2)2*L；
[0028]长重比系数如下：
[0029]L/M＝4/(p*π*D2)＝4*106/(2.33*π*D2)；
[0030]公式中M为晶棒重量，p为密度，V为晶棒体积，D为晶棒直径，L为晶棒长度；
[0031]第四步：根据测得的晶棒的长重比系数设定长重比系数报警上下限；
[0032]第五步：拉晶过程中当晶棒长度达到设定值L时开始监测；
[0033]第四步与第五步中的长重比系数上下限以及长度设定值设置在程序内，通过对系统重新编写程序，内置操作界面及PLC，在拉晶过程中可以根据晶棒尺寸及炉台运行情况进行参数设置，设置好参数后即可起到直径检测的作用；
[0034]第六步：当晶棒长重比触发长重比系数报警上下限，晶棒直径偏差大，提示进行校准；
[0035]第七步：直径校准后，晶棒正常拉晶；
[0036]第八步：当晶棒长重比未触发长重比系数报警上下限时，晶棒直径和重量关系匹配，正常拉晶；
[0037]通过利用晶棒长重比上下限检测晶棒的直径和重量是否匹配，检测更加准确，能够避免如相机挪动、热场变更、装配变更、人为改参数等因素发生变动，操作人员因各种原因未能及时卡测直径或卡测直径有误差，导致拉出的晶棒直径偏大或偏小，造成加工不良的浪费，在晶棒直径异常时，可及时发出警报告知操作人员调整直径。
[0038]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合
适的方式结合。
[0039]以上公开的本专利技术优选实施例只是用于帮助阐述本专利技术。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该专利技术仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本专利技术的原理和实际应用，从而使所属
技术人员能很好地理解和利用本专利技术。本专利技术仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型直拉单晶直径检测方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：使用工业摄像头采集单晶生长光圈图像；第二步：根据所得到的所述单晶生长图像拟合处光圈直径，对晶体直径测量，得到硅单晶的直径测量值；第三步：将单晶直径的测量值带入晶棒重量的计算公式内得出晶棒的重量，并将晶棒重量带入公式得到晶棒的长重比系数；第四步：根据测得的晶棒的长重比系数设定长重比系数报警上下限；第五步：拉晶过程中当晶棒长度达到设定值L时开始监测；第六步：当晶棒长重比触发长重比系数报警上下限，晶棒直径偏差大，提示进行校准，直径校准后，晶棒正常拉晶；当晶棒长重比未触发长重比系数报警上下限时，晶棒直径和重量关系匹配，正常拉晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昊，李海峰，杨阳，李向宇，孙自阳，
申请(专利权)人：弘元新材料包头有限公司，
类型：发明
国别省市：