[发明专利]一种大直径区熔硅单晶自动收尾方法及系统

说明书

本发明提供了一种大直径区熔硅单晶自动收尾方法及系统，包括：S1、根据单晶规格计算需求多晶料剩余长度，当多晶料剩余长度达到设定值后，打开收尾程序，使单晶直径逐渐从205mm收细到160‑180mm；S2、当单晶直径收细到160‑180mm后，调节单晶下速和多晶上速、以及功率，使单晶熔体与多晶硅熔体液面逐渐脱离；S3、单晶熔体与多晶硅熔体液面脱离后，降低功率设定值，单晶下速与所述步骤S2中的调节后的单晶下速保持一致，对多晶上速进行调节；S4、进行降温处理，到达设定时间后开启炉门，拆取单晶。本发明所述的大直径区熔硅单晶自动收尾方法及系统完全实现了自动化，基本剔除了人工操作带来的不确定性，更加智能、科学，有效的提高了工作效率。

技术领域

本发明属于大直径硅单晶收尾领域，尤其是涉及一种大直径区熔硅单晶自动收尾方法。

背景技术

区熔法(FZ)生产单晶硅是区别于直拉法(CZ)的一种新型的单晶生长方法，它利用高频感应线圈将高纯的多晶料加热融化，产生的熔区依靠熔硅的表面张力和加热线圈提供的磁托浮力处于悬浮状态，然后利用籽晶熔接多晶棒料经过晶体生长及收尾的过程拉制成单晶。

区熔硅单晶的生长过程主要是清炉、装炉、抽空、预热、化料、引晶、放肩、转肩、等径、收尾、降温、停炉。目前，区熔单晶炉具备自动放肩和自动保持的控制功能，专利CN102220629 A一种采用直径法控制区熔晶体自动生长方法及系统，已对单晶的放肩过程和等径过程的单晶自动生长控制进行了说明，但等径自动生长，跳出程序结束后，仍然必须由人工控制上速、下速、功率等相关参数进行单晶的收尾工艺操作。对于目前区熔硅单晶的规模化生产过程中来说，各种质量成本的损失、生产效率的降低、良率的降低、人工劳动强度的增加充分说明自动水平不够优化。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种大直径区熔硅单晶自动收尾方法，以解决目前采用区熔法的收尾方法及系统需要进行人工操作，不仅良品率低，而且生产效率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种大直径区熔硅单晶自动收尾方法，包括：

S1、根据单晶规格计算需求多晶料剩余长度，当多晶料剩余长度达到设定值后，打开收尾程序，并对单晶下速和多晶上速、以及功率进行调节，使单晶直径逐渐从205mm收细到160-180mm；

S2、当单晶直径收细到160-180mm后，调节单晶下速和多晶上速、以及功率，使单晶熔体与多晶硅熔体液面逐渐脱离；

S3、单晶熔体与多晶硅熔体液面脱离后，降低功率设定值，单晶下速与所述步骤S2中的调节后的单晶下速保持一致，对多晶上速进行调节；

S4、进行降温处理，到达设定时间后开启炉门，拆取单晶。

进一步的，所述步骤S1中，对单晶下速和多晶上速、以及功率的调节值如下：

单晶下速为2.0-2.6mm/min，调节后进行匀速下降；

多晶上速为3-5mm/min，调节后进行匀速上升；

功率设定值每间隔20-40s降低0.3-0.6％。

进一步的，所述步骤S2中，对单晶下速和多晶上速、以及功率的调节值如下：

单晶下速降至1-2mm/min之间，调节后进行匀速下降；

多晶上速降为2-3mm/min，调节后进行匀速上升；

功率设定值自动累积降至初始功率设定值的70-80％范围内。

进一步的，所述步骤S3中，单晶下速和多晶上速与S2中调节后的速度一致，并保持匀速运动；

功率设定值将至初始功率值的50-70％。