[发明专利]一种快速确定稳温埚位的方法

说明书

本发明提供一种快速确定稳温埚位的方法，步骤包括：固定：将CCD摄像机固定在炉盖上；校准：调整所述CCD摄像机，使籽晶、导流筒和石英坩埚内硅液面均投影至显示器图形界面内并形成几何图形，且使所述籽晶投影中心与所述显示器图形界面中心重合；对焦：调整所述CCD摄像机，统一所述显示器图形界面大小；量化：从所述显示器图形界面中的几何图形中确定并量化稳温埚位位置。本发明可快速找到稳温埚位的位置，精准度高且适普性强，不仅能保证单晶生长稳定而且还降低单晶晶线断棱次数，提高生产效率，保证产品质量。

技术领域

本发明属于直拉硅单晶拉制技术领域，尤其是涉及一种快速确定稳温埚位的方法。

背景技术

CZ法生长硅单晶工艺过程包括装料、熔料、稳温、引晶、放肩、转肩、等径和收尾，熔料过程就是硅料熔化过程，而硅料全部熔化后，熔体必须稳定一段时间以达到熔体温度和熔体流动的稳定，这一过程即为稳温。如果温度过低，籽晶会沿液面凝固，温度过低熔接不充分缩颈后将很难生长出合格的单晶；如果温度过高就会熔断籽晶，无法正常引晶。在稳温过程中需要确定稳温埚位，即导流筒下沿与熔硅液面的距离，若埚位偏低，引晶较为困难，晶体成晶率低；若埚位偏高，在等径过程中容易发生液面抖动，造成晶体断棱；故，稳温埚位对稳温温度的控制有直接影响，决定着后续引晶能否成功、长晶是否顺利，是单晶硅棒拉制的关键工艺。

中国专利CN109829638A公开了一种基于图像的埚位控制装置和方法，埚位的确定是根据被捕捉信号点之间的像素值与系数相乘所得。而这种方法，对于捕捉信号点是需要依赖经验进行确定，确定捕捉点后再通过CCD摄像机采集炉内光信号，经过信号转换最终输出像素值，这种方法无法量化。对于不同炉台、不同时间确定稳温埚位的结果，相差较大且不稳定，稳温过程的控制能力不足，影响单晶正常成晶，严重时会增加单晶晶线断棱的次数，无法保证产品质量。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种快速确定稳温埚位的方法，解决了现有技术中需人工凭经验来确定稳温埚位导致单晶成晶率低的技术问题，本发明可快速找到稳温埚位的位置，精准度高且适普性强，不仅能保证单晶生长稳定而且还降低单晶晶线断棱次数，提高生产效率，保证产品质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种快速确定稳温埚位的方法，步骤包括：

固定：将CCD摄像机固定在炉盖上；

校准：调整所述CCD摄像机，使籽晶、导流筒和石英坩埚内硅液面均投影至显示器图形界面内并形成几何图形，且使所述籽晶投影中心与所述显示器图形界面中心重合；

对焦：调整所述CCD摄像机，统一所述显示器图形界面大小；

量化：从所述显示器图形界面中的几何图形中确定并量化稳温埚位位置。

进一步的，在所述固定过程中，将所述CCD摄像机通过固定装置固定在所述炉盖上并垂直于所述炉盖外壁设置；所述CCD摄像机位于所述导流筒斜上方一侧。

进一步的，所述CCD摄像机置于所述固定装置的同一个位置处固定，优选地，所述CCD摄像机置于所述固定装置靠近所述炉盖中心轴线一侧设置。

进一步的，所述校准具体包括：

调整所述CCD摄像机，先将所述籽晶和所述导流筒投影均置于所述显示器图形界面内，同时将所述石英坩埚内硅液面投影置于所述籽晶和所述导流筒投影之间并远离所述籽晶投影一侧设置；

再将所述籽晶投影中心和所述导流筒投影中心同轴设置，并均与所述显示器图形界面中心重合。

进一步的，所述显示器图形界面为正方形结构，所述导流筒投影相对于所述显示器图形界面中心轴线对称设置。

进一步的，所述硅液面投影相对于所述显示器图形界面纵向中心轴线对称设置。