[发明专利]一种直拉式单晶硅生产方法和装置及系统

权利要求书

1.一种直拉式单晶硅生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取导流筒出口的图像，所述图像包括导流筒出口处的液面以及导流筒在液面上的倒影；

根据所述图像实时调整坩埚和所述导流筒间的距离，以使熔融硅液面与导流筒间距离不变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据所述图像实时调整坩埚和所述导流筒间的距离包括：

处理所述图像；

根据处理后的图像得到图像中所述倒影与所述导流筒出口的距离；

根据图像中所述倒影与所述导流筒出口的距离调整所述坩埚和所述导流筒间的当前距离使熔融硅液面与导流筒间距离不变。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述处理所述图像包括：

筛选所述图像的有效区域；

将筛选后的图像分别进行二次分割处理和横向差分处理；

将二次分割处理后得到图像与横向差分处理得到的图像进行逻辑与操作，得到最终的图像。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述筛选所述图像的有效区域采用阈值法进行筛选，阈值化的过程如下：

其中，I_X，Y代表图像，I_x，y是图像中的每个像素，T为阈值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：筛选后图像变为黑白两色的图像，所述将筛选后的图像进行二次分割处理包括：

对图像白色区域内的像素进行统计；

根据统计结果确定二次分割的阈值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述根据统计结果确定二次分割的阈值包括：

分别使用0-255作为阈值进行计算每个阈值的待优化数值g；

选择使待优化数值g最大的阈值作为二次分割的阈值；

计算公式如下：

μ＝ω₀×μ₀+ω₁×μ₁

g＝ω₀×(μ₀-μ)²+ω₁×(μ₁-μ)²

其中，N₀、μ₀、N₁和μ₁分别为任一一个阈值的前景像素数、前景平均灰度、背景像素数和背景平均灰度。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述横向差分处理采用如下公式进行计算：

其中，I_X，Y代表图像，I_x，y为图像上每个像素，为横向差分结果。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述根据图像中所述倒影与所述导流筒出口的距离调整所述坩埚和所述导流筒间的当前距离使熔融硅液面与导流筒间距离不变包括：

调整所述坩埚和所述导流筒间的当前距离使图像中所述倒影与所述导流筒出口的距离与初始时图像中所述倒影与所述导流筒出口的距离相等。

9.一种直拉式单晶硅生产装置，其特征在于，包括：

图像获取模块，用于获取导流筒出口的图像，所述图像包括导流筒出口处的液面以及导流筒在液面上的倒影；

高度调整模块，用于根据所述图像实时调整坩埚和所述导流筒间的距离，以使熔融硅液面与导流筒间距离不变。

10.一种直拉式单晶硅生产系统，其特征在于，包括：

单晶硅生长炉，用于生产单晶硅；

工业相机，用于获取导流筒出口的图像，所述图像包括导流筒出口处的液面以及导流筒在液面上的倒影；

图像处理单元，用于处理所述图像得到所述图像中所述倒影与所述导流筒出口的距离；

控制执行单元，用于调整坩埚和所述导流筒间的当前距离使图像中所述倒影与所述导流筒出口的距离与初始时图像中所述倒影与所述导流筒出口的距离相等。