一种大直径区熔硅单晶自动收尾方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109487331A(43)申请公布日2019.03.19(21)申请号201811565919.X(22)申请日2018.12.20(71)申请人天津中环领先材料技术有限公司地址300384天津市滨海新区高新区华苑产业区（环外）海泰东路12号内(72)发明人刘凯王遵义郝大维刘琨涂颂昊孙健王彦君(74)专利代理机构天津滨海科纬知识产权代理有限公司12211代理人刘莹(51)Int.Cl.C30B13/00(2006.01)C30B13/28(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种大直径区熔硅单晶自动收尾方法及系统(57)摘要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。CN109487331ACN109487331A权利要求书1/1页1.一种大直径区熔硅单晶自动收尾方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的大直径区熔硅单晶自动收尾方法，其特征在于，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％。3.根据权利要求1所述的大直径区熔硅单晶自动收尾方法，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的大直径区熔硅单晶自动收尾方法，其特征在于：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％。5.根据权利要求5所述的大直径区熔硅单晶自动收尾方法，其特征在于：所述步骤S3的持续时间，也就是为60-90min。6.一种应用权利要求1所述的大直径区熔硅单晶自动收尾方法的自动收尾系统，其特征在于：包括PLC控制器、以及PLC控制器分别连接的时间调节模块、功率调节模块、动力单元模块、数据采集模块；所述时间记录调节模块用于记录、设定各步骤的时间数据；所述功率调节模块用于调节加热功率；所述动力单元模块用于驱动单晶向下运动，驱动多晶向上运动；所述数据采集模块用于采集单晶直径。7.根据权利要求6所述的大直径区熔硅单晶自动收尾系统，其特征在于：所述动力单元模块为伺服电机。8.根据权利要求6所述的大直径区熔硅单晶自动收尾系统，其特征在于：所述数据采集模块为CCD摄像机。9.根据权利要求6所述的大直径区熔硅单晶自动收尾系统，其特征在于：所述PLC控制器连接PC机，所述PC机与PLC控制器双向通信。2CN109487331A说明书1/3页一种大直径区熔硅单晶自动收尾方法及系统技术领域[0001]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[0002]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。[0003]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，