[实用新型]一种双气源晶体生长炉自动化充气系统

说明书

本实用新型公开了一种双气源晶体生长炉自动化充气系统，包括晶体生长炉（1），它还包括第一气源支路（2）、第二气源支路（3）、电磁换向阀（4）、换气支路（5）以及处理器（9），电磁换向阀（4）和电动截止阀（10）同时动作实现第一气源支路（2）与第一单向气路的通断以及第二气源支路（3）与第二单向气路的通断，电动截止阀（10）为常闭阀。本实用新型根据晶体生长炉内的气体压力，通过电磁换向阀和电动截止阀同时动作实现第一气源支路与第一单向气路的通断以及第二气源支路与第二单向气路的通断，提高了晶体生长炉充气的自动化程度，实现不同气源之间的自动切换，降低了对不同晶体生长的影响，提高了晶体生长的一致性。

技术领域

本实用新型涉及晶体生长技术领域，特别是涉及一种双气源晶体生长炉自动化充气系统。

背景技术

直拉单晶制造法（Czochralski，CZ法）是把原料多硅晶块放入石英坩埚中，在单晶炉中加热融化，再将一根直径只有10mm的棒状晶种（称籽晶）浸入融液中。在合适的温度下，融液中的硅原子会顺着晶种的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，成为单晶体。把晶种微微的旋转向上提升，融液中的硅原子会在前面形成的单晶体上继续结晶，并延续其规则的原子排列结构。若整个结晶环境稳定，就可以周而复始的形成结晶，最后形成一根圆柱形的原子排列整齐的硅单晶晶体，即硅单晶锭。当结晶加快时，晶体直径会变粗，提高升速可以使直径变细，增加温度能抑制结晶速度。反之，若结晶变慢，直径变细，则通过降低拉速和降温去控制。拉晶开始，先引出一定长度，直径为3～5mm的细颈，以消除结晶位错，这个过程叫做引晶。然后放大单晶体直径至工艺要求，进入等径阶段，直至大部分硅融液都结晶成单晶锭，只剩下少量剩料。

在晶体生长过程中，不同的晶体的生长需要不同的保护性气体供应。为了得到完整性好的晶体，需要控制扩散速度和加惰性气体保护。因此在CZ法晶体生长过程中需要根据晶体生长炉中的气体成分对惰性气体进行补充和切换，但现有的气体补充操作主要还是依赖人工进行，晶体生长的充气过程是靠人工观察真空压力表来开启和关闭充气阀门，自动化程度较低，充气量和压力都会有较大的偏差，晶体一致性不够好，对晶体生长会有较大的影响，并且人工作业效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双气源晶体生长炉自动化充气系统，能够克服现有技术的不足，提高晶体生长炉充气的自动化程度，实现不同惰性气体和第二气体的自动切换，降低对不同晶体生长的影响，提高晶体生长的一致性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种双气源晶体生长炉自动化充气系统，包括晶体生长炉，它还包括第一气源支路、第二气源支路、电磁换向阀、换气支路以及处理器，其中，第一气源支路的一端和第一气源口连通，第一气源支路的另一端和第一电磁换向阀的第一气控口相连，第二气源支路的一端和第二气源口连通，第二气源支路的另一端和电磁换向阀的第二气控口相连，电磁换向阀的出气口通过换气支路与晶体生长炉连通，换气支路上设置有电动截止阀；作为优选的，所述的惰性气体为氩气，晶体生长氩气流量一般推荐用30slpm，压力4.5kg/cm²。电动截止阀为常闭阀。

所述的晶体生长炉上设置有气体压力传感器，气体压力传感器的信号输出端与处理器实现通讯，处理器的执行信号输出端分别与电磁换向阀以及电动截止阀的继电器电联；

电磁换向阀和电动截止阀同时动作实现第一气源支路与第一单向气路的通断以及第二气源支路与第二单向气路的通断，当第一气源支路与第一单向气路为通路状态时，第二气源支路与第二单向气路为断路状态，当第一气源支路与第一单向气路为断路状态时，第二气源支路与第二单向气路为通路。

所述的第一气源口为氩气气源口，第二气源口为氮气气源口。