一种单晶炉中液口距实时监控装置及具备其的单晶炉制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种单晶炉中液口距实时监控装置及具备其的单晶炉，单晶炉包括主室，主室内设置有承载硅熔体的坩埚，硅熔体包含有硅熔体表面，硅熔体表面上方有晶棒，坩埚上方设置到导流筒，导流筒围绕晶棒设置，硅熔体、导流筒与晶棒限定出第一空间，液口距实时监控装置包括：液面测量装置，液面测量装置设置在第一空间的正上方，液面测量装置测量得到液面测量装置与硅熔体表面之间的第一距离；控制装置，控制装置与液面测量装置相连，控制装置实时记录所述第一距离，并根据第二预设距离，计算得到液口距。由此通过精确测量第一距离，在根据预设的第二距离，精确计算出液口距，实现液口距的在线实时监控。实现液口距的在线实时监控。实现液口距的在线实时监控。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶炉中液口距实时监控装置及具备其的单晶炉


[0001]本专利技术涉及晶体生长
，特别涉及一种单晶炉中液口距实时监控装置及具备其的单晶炉。

技术介绍

[0002]液口距是指单晶炉的导流筒靠近硅熔体表面的下端端面到硅熔体液面的距离。液口距至关重要，不仅影响到单晶成本和品质，还涉及到安全生产。液口距测试不准，可导致热屏浸入熔硅中，危及设备及操作人员安全。成本上，整个单晶生产流程包含调温、引晶、放肩、转肩、等径、收尾，都需精准的液口距。放肩后期及等径初期需要补埚跟，液口距由大变小，来提高放肩存活率。等径过程维持液口距稳定，保证热场生长界面径向温度梯度小，减少液面温度波动，保证拉晶生长稳定。液口距的精准控制能降低断线率，提高单产，降低拉晶的非硅成本。品质上，单晶中氧含量、碳含量以及从热屏扩散金属到熔体中都与液口距相关。液口距影响熔体表面马兰戈尼对流，进而影响氧、碳含量。当前水冷热屏与石墨热屏横向相距1
‑
5mm，水冷热屏下沿到液面距离30
‑
80mm，水冷热屏外壁不锈钢，金属铁极易通过热屏下沿间接或直接向熔体扩散。液口距小，直接导致晶体受到污染。
[0003]目前液口距一般采用热屏倒影来间接判断，其测量结果受热屏下沿表面粗糙程度，以及热屏下沿粘硅、破损的影响。另外也一些液口距测试方案，如在热屏下沿安装籽晶定位等，这些方法都不是直接测量，干扰因素多，误差较大。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题之一，本申请提出了一种单晶炉中液口距实时监控装置和单晶炉，通过在液面，导流筒与晶棒所限定的第一空间的正上方设置液面测量装置，精确测量液面测量装置与液面之间的第一距离，在根据第二预设距离，可准确计算出液口距，其结果精确可靠，可在线实时监控液口距。
[0005]本技术的一个方面，本技术公开了一种单晶炉中液口距实时监控装置，单晶炉包括主室，主室内设置有承载硅熔体的坩埚，硅熔体包含有硅熔体表面，硅熔体表面上方有晶棒，坩埚上方设置到导流筒，导流筒围绕晶棒设置，硅熔体、导流筒与晶棒限定出第一空间，液口距实时监控装置包括：液面测量装置，所述液面测量装置设置在所述第一空间的正上方，液面测量装置测量得到液面测量装置与硅熔体表面之间的第一距离；控制装置，控制装置与液面测量装置相连，控制装置实时记录所述第一距离，并根据第二预设距离，计算得到液口距液口距。
[0006]由此，通过在液面，导流筒与晶棒所限定第一空间的正上方设置液面测量装置，精确测量液面测量装置与液面之间的第一距离，在通过设置控制装置，控制装置根据液面测量装置测量得到的第一距离，在根据预设的第二距离，可精确计算出液口距，在线实时监控液口距。
[0007]在一些具体的实施例中，第二预设距离为液面测量装置与靠近硅熔体表面的导流
筒下端面之间的垂直距离。
[0008]在一些具体的实施例中，液面测量装置为激光测距仪。
[0009]在一些具体的实施例中，激光测距仪以一定的发射角度向液面发射激光束，发射角度是90度。
[0010]在一些具体的实施例中，激光测距仪包括：
[0011]激光发射模块，激光发射模块向液面发送激光束，在硅熔体表面上形成激光光斑；激光接收模块，激光接收模块接收到激光光斑镜面反射形成的反射线；
[0012]测量数据记录传输模块，测量数据记录传输模块与控制装置相连，记录和上传测量数据。
[0013]在一些具体的实施例中，单晶炉包含副室，副室包含中空结构的主体和上端部，副室的主体与主室相连通，副室的上端部与部分第一空间相对应，液面测量装置设置在第一空间相对应的副室的上端部上。
[0014]在一些具体的实施例中，单晶炉包含副室，副室为中空结构的主体，副室上端设置有水平调整装置，水平调整装置与部分第一空间相对应，液面测量装置设置在第一空间相对应的水平调整装置上。
[0015]在一些具体的实施例中，液面测量装置周围设有冷却装置。
[0016]本技术的另一个方面，本技术公开了一种单晶炉，包含如上任一所述的液口距实时监控装置。
[0017]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0018]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0019]图1是本技术的单晶炉的一个实施例的正视图；
[0020]图2是图1的俯视图。
[0021]附图标记：
[0022]单晶炉100
[0023]主室1、第一空间1a、
[0024]坩埚2、硅熔体3、硅熔体表面3a、
[0025]液面测量装置4、激光束4a、激光光斑4b、
[0026]控制装置5、导流筒6、导流筒下端端面6a、
[0027]晶棒7、副室8、水平调整装置9、冷却装置10、
具体实施方式
[0028]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0029]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
[0030]下面，参考附图描述根据本技术第一方面公开的一种单晶炉中液口距实时监控装置，
[0031]如图1
‑
2所示，单晶炉包括主室1，主室内设置有承载硅熔体3的坩埚2，硅熔体3包含有硅熔体表面3a，硅熔体表面3a上方有晶棒7，坩埚2上方设置到导流筒6，导流筒6 围绕晶棒7设置，硅熔体3、导流筒6与晶棒7限定出第一空间1a，这里所限定的第一空间是1a是指硅熔体3表面上方，晶棒7外侧与导流筒6最靠近晶棒7的一端三者形成的一个第一空间通道，如图2所示，第一空间1a处于导流筒6与晶棒7之间，形成一个环形的空间。
[0032]液口距实时监控装置包括：液面测量装置4，液面测量装置4设置在第一空间1a的正上方，液面测量装置4测量得到液面测量装置4与硅熔体表面3a之间的第一距离L；如图 1
‑
2所示，第一空间1a正上方的位置是指与在单晶炉100的轴向方向上，正对着第一空间 1a的位置设置液面测量装置4，液面测量装置4可直接测量其与硅熔体表面3a之间的距离，得到第一距离L。
[0033]控制装置5，控制装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉中液口距实时监控装置，所述单晶炉(100)包括主室(1)，所述主室(1)内设置有承载硅熔体(3)的坩埚(2)，所述硅熔体(3)包含有硅熔体表面(3a)，所述硅熔体表面(3a)上方有晶棒(7)，所述坩埚(2)上方设置有导流筒(6)，所述导流筒(6)围绕所述晶棒(7)设置，所述硅熔体(3)、所述导流筒(6)与所述晶棒(7)限定出第一空间(1a)，其特征在于，所述液口距实时监控装置包括：液面测量装置(4)，所述液面测量装置(4)设置在所述第一空间(1a)的正上方，所述液面测量装置(4)测量得到所述液面测量装置(4)与所述硅熔体表面(3a)之间的第一距离(L)；控制装置(5)，所述控制装置(5)与所述液面测量装置(4)相连，所述控制装置(5)实时记录所述第一距离(L)，并根据第二预设距离，计算得到液口距(d)。2.如权利要求1所述的单晶炉中液口距实时监控装置，所述第二预设距离为所述液面测量装置(4)与靠近所述硅熔体表面(3a)的导流筒下端面(6a)之间的垂直距离。3.如权利要求1所述的单晶炉中液口距实时监控装置，其特征在于，所述液面测量装置(4)为激光测距仪。4.如权利要求3所述的单晶炉中液口距实时监控装置，其特征在于，所述激光测距仪以一定的发射角度向液面发射激光束(4a)，所述发射角度是90度。5.如权利要求4所述的单晶炉中液口距实时监控装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎志欣，胡动力，
申请(专利权)人：连城凯克斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：