[发明专利]直拉法单晶硅生长过程中的熔体液面位置检测方法

摘要

本发明公开的直拉法单晶硅生长过程中的熔体液面位置检测方法，对激光光束照射到熔体液面后反射的光斑图像进行采集，对采集到的图像通过Sobel算子提取图像边缘，再对边缘图像进行Hough变换和聚类得到激光光斑的中心位置图像，将该中心点与光电码盘的计数位置进行比较，从而得到光斑中心位置变化时相对应的液面高度变化值，进而可以根据光斑中心的变化得到液面位置的变化量，对多次计算的结果取平均可以得到比较准确的液面位置变化量。该检测方法简单、测量精度高。

主权项

1.一种直拉法单晶硅生长过程中的熔体液面位置检测方法，在单晶炉炉盖上安装激光发射装置和面阵CCD，激光光源发射的激光光束沿预先设计好的光路照射到熔体液面，对激光光束照射到熔体液面后反射的激光光斑在面阵CCD上成像，对该激光光斑图像通过Sobel算子提取图像边缘，再对该边缘图像进行Hough变换和聚类得到激光光斑的中心位置图像，将该中心点与光电码盘的计数位置进行比较，从而得到光斑中心位置变化时相对应的液面高度变化值，其特征在于，具体包括以下步骤，a.在单晶炉盖上成角度设置激光发射器和面阵CCD，使激光发射器发射的激光光束入射液面的位置在晶体边缘与热屏之间，并保证激光光束通过液面反射后的光线能在面阵CCD上成像；在坩埚升降传动机构上设置光电码盘；b.通过激光发射器发射激光光束，由面阵CCD采集激光光束入射液面反射后的激光光斑图像；c.将面阵CCD采集到的激光光斑图像经图像预处理和Sobel算子提取得到该光斑边缘；d.将上述光斑边缘图像经过hough变换和聚类得到该激光光斑的中心位置；e.根据光斑中心位置变化计算出液面位置的变化量；f.将计算出的液面位置变化量进行平均值滤波，滤除干扰的信息得到液面位置的变化值。