【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于晶体生长，具体涉及一种漏硅检测装置、漏硅检测方法及长晶炉。
技术介绍
1、随着电子信息产业和光伏产业的不断发展，单晶硅片的需求量不断增多，产品质量要求也日渐严格。硅片生产的第一道工序为单晶硅棒的生长，涉及固体多晶硅料装入石英坩埚、加热器加热使固体硅料熔化为液体、提拉法生长出单晶硅棒等过程。
2、目前，单晶硅制造业正逐步朝着大尺寸、大装料量以及多次加料方向发展，随着装料量的增加，单晶炉在晶体生长过程中的危险系数也不断提高，特别是由于硅料泄露所导致的危险往往会造成严重损失。目前行业内普遍采用炉压检测的方式进行漏硅检测，但当炉内压力出现较大变化时，意味着漏硅已经非常严重，会有严重爆炸的风险。
3、造成漏硅的原因有多种，可能是坩埚质量不合格导致的漏硅，或者是装料操作不当导致的坩埚损坏等，每一种方式导致的漏硅程度也都不同。现有通过压力检测漏硅的方法不具有实时性，通常是炉底或真空管道被漏硅洞穿时才会触发炉压报警，这种滞后性会造成很大的经济损失。
4、cn209292514u公开了一种单晶炉漏硅检测装置，包括温度判断装置、报警装置和至少一个温度感应器，至少一个所述温度感应器的信号输出端与温度判断装置的信号输入端信号连接，所述温度判断装置的信号输出端与报警装置的信号输入端信号连接，所述坩埚托杆穿过单晶炉的底板向外延伸的一端或所述波纹管远离单晶炉的一端或排气管穿过单晶炉底板上的排气孔向外延伸的一端设置有至少一个温度感应器，但该方法所设置的感应器检测点均远离硅液，不能在硅液从坩埚内漏出的第一时间检测
5、cn113403677a公开了一种长晶炉，包括坩埚，坩埚用于承载硅液，漏硅检测装置，漏硅检测装置设置在坩埚下方，漏硅检测装置包括：检测线，检测线为导电金属丝，检测线设置在坩埚正下方投影区域，并在坩埚的投影区域进行排布；检测单元，检测单元与检测线的入线端和出线端相连接，用于检测检测线的电性能参数值。通过在坩埚正下方投影区域设置漏硅检测装置，当硅液从坩埚中漏出，会直接滴落在检测线上，检测单元感知到检测线的电性能参数的变化，及时反馈给长晶炉，从而使得漏硅被实时监控，进而避免危险的发生。该专利技术在坩埚下方设置金属检测线，当硅液滴落在检测线上时检测出漏硅，但该方法不能在硅液从坩埚内漏出的第一时间检测到，且当漏硅量较少、硅液滴落时间较长时，容易因为检测滞后造成更大的损失，同时，由于该方法布线需要避开坩埚轴等位置，存在一定的检测盲区。因此，如何快速精准的对渗硅、漏硅进行预警是目前行业内急需解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中所存在的上述技术问题，本专利技术的一个目的在于提供一种漏硅检测装置，所述漏硅检测装置用于漏硅检测时具有实时性，能够快速地对坩埚内硅液泄露进行检测预警，确保操作人员能够及时地检测到硅液泄露并进行相应的应急处理。
2、本专利技术的另一目的在于提供这种漏硅检测装置用于漏硅检测的方法。
3、本专利技术的再一目的在于提供一种包含这种漏硅检测装置的长晶炉。
4、为实现以上专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：
5、一种漏硅检测装置，包括漏硅检测系统、任选的称重辅助检测系统和控制系统，所述称重辅助检测系统位于所述漏硅检测系统的下方；
6、所述漏硅检测系统包括石英坩埚、拼接式石墨坩埚、坩埚托盘、支撑托杆和漏硅检测杆；所述石英坩埚固定在所述拼接式石墨坩埚中，所述拼接式石墨坩埚底部被所述坩埚托盘承托，所述坩埚托盘与所述支撑托杆紧固连接并被所述支撑托杆支撑；所述拼接式石墨坩埚在拼缝底部设有凹槽；所述漏硅检测杆具有向上延伸的检测触角，并嵌入式安装在所述拼接式石墨坩埚拼缝处的凹槽中；所述检测触角与所述控制系统连接；所述漏硅检测杆与所述支撑托杆紧固连接，所述支撑托杆底部与坩埚轴紧固连接，与坩埚轴一同进行升降运动；
7、所述称重辅助检测系统包括底座、埚升电机、坩埚升降组件、坩埚轴组件、扭矩传感器；所述底座支撑所述埚升电机、所述坩埚升降组件和所述扭矩传感器，所述埚升电机固定于所述底座上，所述扭矩传感器一端与所述埚升电机输出轴相连，所述扭矩传感器另一端与所述坩埚升降组件相连，所述坩埚升降组件与所述坩埚轴组件紧固连接，通过带动坩埚轴的升降完成坩埚的升降运动；所述扭矩传感器与所述控制系统连接。
8、在一个具体的实施方案中，所述拼接式石墨坩埚为多瓣坩埚，优选为两瓣、三瓣或四瓣；优选地，任意相邻两瓣坩埚的底部拼接缝处均设有凹槽，更优选，所述凹槽为由坩埚r弧到坩埚底部的非贯通凹槽。
9、在一个具体的实施方案中，所述检测触角与所述坩埚底部的凹槽形状相适配；优选地，所述检测触角的数量与所述凹槽的数量相同。
10、在一个具体的实施方案中，所述底座通过铰接方式固定所述埚升电机，所述埚升电机输出轴连接齿轮，通过齿轮驱动坩埚升降组件升降运动；和/或
11、所述埚升电机的输出轴与所述扭矩传感器相连，所述扭矩传感器能够检测埚升电机的驱动力，进而计算出所述坩埚升降组件所升降全部重物的重量。
12、在一个具体的实施方案中，所述坩埚升降组件包括坩埚升降导向装置、齿轮/齿条传动系统，所述坩埚升降导向装置固定于底座上，所述齿轮/齿条传动系统中的齿轮紧固于埚升电机输出轴上，所述齿轮/齿条传动系统中的齿条与底座活动连接，所述齿条能够在齿轮驱动下沿底座进行竖直方向的升降运动；和/或
13、所述扭矩传感器与所述齿轮/齿条传动系统的齿轮咬合，齿轮再与齿条啮合，驱动齿条上下运动；和/或
14、所述坩埚升降导向装置为设有在底座竖直方向对坩埚升降组件进行导向的导向柱；优选地，所述导向柱沿所述坩埚轴中心对称设置。
15、在一个具体的实施方案中，所述坩埚轴组件包括坩埚轴支架和坩埚轴，所述坩埚支架紧固支撑所述坩埚轴，并带动所述坩埚轴一同升降；和/或
16、所述坩埚轴支架与所述齿轮/齿条传动系统的齿条固定连接，在齿轮/齿条传动系统的驱动下上下运动。
17、在一个具体的实施方案中，所述漏硅检测系统中所述支撑托杆的底部与所述坩埚轴紧固连接，所述坩埚轴升降时，所述支撑托杆带动整个漏硅检测系统进行升降运动；和/或
18、所述漏硅检测杆的检测杆套设于所述支撑托杆内，所述检测杆的底部固定于所述坩埚轴上，并通过线路连接至所述控制系统。
19、在一个具体的实施方案中，所述漏硅检测杆的材质为耐高温的金属，优选为耐高温的金属钨。
20、另一方面，一种漏硅检测方法，采用前述的漏硅检测装置，包括当硅液与漏硅检测杆的检测触角接触时，所述漏硅检测杆发出漏硅信号，所述漏硅信号传导至所述控制系统，所述控制系统发出漏硅预警的步骤；
21、优选地，还包括通过称重辅助检测系统评估确认坩埚内硅料的泄漏量和泄露速度的步骤。
22、再一方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种漏硅检测装置，其特征在于，包括漏硅检测系统、任选的称重辅助检测系统和控制系统，所述称重辅助检测系统位于所述漏硅检测系统的下方；
2.根据权利要求1所述的漏硅检测装置，其特征在于，所述拼接式石墨坩埚为多瓣坩埚，优选为两瓣、三瓣或四瓣；优选地，任意相邻两瓣坩埚的底部拼接缝处均设有凹槽，更优选，所述凹槽为由坩埚R弧到坩埚底部的非贯通凹槽。
3.根据权利要求2所述的漏硅检测装置，其特征在于，所述检测触角与所述坩埚底部的凹槽形状相适配；优选地，所述检测触角的数量与所述凹槽的数量相同。
4.根据权利要求1所述的漏硅检测装置，其特征在于，所述底座通过铰接方式固定所述埚升电机，所述埚升电机输出轴连接齿轮，通过齿轮驱动坩埚升降组件升降运动；和/或
5.根据权利要求4所述的漏硅检测装置，其特征在于，所述坩埚升降组件包括坩埚升降导向装置、齿轮/齿条传动系统，所述坩埚升降导向装置固定于底座上，所述齿轮/齿条传动系统中的齿轮紧固于埚升电机输出轴上，所述齿轮/齿条传动系统中的齿条与底座活动连接，所述齿条能够在齿轮驱动下沿底座进行竖直方向的升降运动；和/
6.根据权利要求5所述的漏硅检测装置，其特征在于，所述坩埚轴组件包括坩埚轴支架和坩埚轴，所述坩埚支架紧固支撑所述坩埚轴，并带动所述坩埚轴一同升降；和/或
7.根据权利要求1～6任一项所述的漏硅检测装置，其特征在于，所述漏硅检测系统中所述支撑托杆的底部与所述坩埚轴紧固连接，所述坩埚轴升降时，所述支撑托杆带动整个漏硅检测系统进行升降运动；和/或
8.根据权利要求7所述的漏硅检测装置，其特征在于，所述漏硅检测杆的材质为耐高温的金属，优选为耐高温的金属钨。
9.一种漏硅检测方法，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的漏硅检测装置，包括当硅液与漏硅检测杆的检测触角接触时，所述漏硅检测杆发出漏硅信号，所述漏硅信号传导至所述控制系统，所述控制系统发出漏硅预警的步骤；
10.一种长晶炉，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的漏硅检测装置。
...【技术特征摘要】
1.一种漏硅检测装置，其特征在于，包括漏硅检测系统、任选的称重辅助检测系统和控制系统，所述称重辅助检测系统位于所述漏硅检测系统的下方；
2.根据权利要求1所述的漏硅检测装置，其特征在于，所述拼接式石墨坩埚为多瓣坩埚，优选为两瓣、三瓣或四瓣；优选地，任意相邻两瓣坩埚的底部拼接缝处均设有凹槽，更优选，所述凹槽为由坩埚r弧到坩埚底部的非贯通凹槽。
3.根据权利要求2所述的漏硅检测装置，其特征在于，所述检测触角与所述坩埚底部的凹槽形状相适配；优选地，所述检测触角的数量与所述凹槽的数量相同。
4.根据权利要求1所述的漏硅检测装置，其特征在于，所述底座通过铰接方式固定所述埚升电机，所述埚升电机输出轴连接齿轮，通过齿轮驱动坩埚升降组件升降运动；和/或
5.根据权利要求4所述的漏硅检测装置，其特征在于，所述坩埚升降组件包括坩埚升降导向装置、齿轮/齿条传动系统，所述坩埚升降导向装置固定于底座上，所述齿轮/齿条传动系统中的齿轮紧固于埚升电机输出轴上，所述齿轮/...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜胜林，谢宜宁，
申请(专利权)人：万华化学集团电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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