CN106801250B - 反馈晶体生长状态的方法、晶体生长控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反馈晶体生长状态的方法，通过采集晶体生长过程中的晶体和熔体间的界面相电动势，获得实时变化的电信号，由所述实时变化的电信号反馈晶体生长状态。本发明还涉及一种晶体生长控制方法，通过采集晶体生长过程中的晶体和熔体间的界面相电动势，获得实时变化的电信号，根据所述实时变化的电信号调整晶体生长的条件参数，从而控制晶体生长。本发明还涉及一种晶体生长控制系统，包括晶体生长控制装置、生长信号采集单元和信号处理单元。通过本发明的方法可以精确反馈晶体生长的整体状态，克服判断滞后的缺陷，实时控制晶体生长工作。

Description

反馈晶体生长状态的方法、晶体生长控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及晶体生长领域，特别是涉及一种反馈晶体生长状态的方法、晶体生长控制方法及控制系统。

背景技术

提拉法是从熔体中提拉生长高质量单晶的方法。提拉法的基本原理是：将构成晶体的原料放在坩埚中加热熔化，在熔体表面接籽晶提拉熔体，在受控条件下，使籽晶和熔体在交界面上不断进行原子或分子的规则排列，随降温逐渐凝固而生长出单晶体。提拉法的生长工艺是：首先将待生长的晶体的原料放在耐高温的坩埚中加热熔化，调整炉内温度场，使熔体上方区域处于过冷状态；然后让安装于籽晶杆上的籽晶接触熔体表面，待籽晶表面稍熔后，提拉并转动籽晶杆，使熔体提拉至过冷区域时处于过冷状态而结晶于籽晶上，在不断提拉和旋转过程中，生长出晶体。

提拉法晶体生长的操作流程一般包括下晶、放肩、等径、收尾、拉脱等。其中，下晶是籽晶进入熔体的阶段；放肩是将晶体直径放大至目标直径的阶段；等径是使晶体保持目标直径生长的阶段；收尾是将晶体直径慢慢缩小的阶段；拉脱是晶体与熔体分离的阶段。

现有晶体产业中反馈生长状态主要通过热电偶(温度反馈)、称重传感器(重量反馈)和光学(CCD图像记录)这三种手段。热电偶是最常用的晶体温度反馈设备，但仅能反馈整个温场中一个点的温度状态，并且这一测温点距离晶体生长核心位置较远，通过单点温度反馈无法反应整个晶体生长状态。继热电偶之后，重量传感器也已成为晶体生长设备的标配，尽管它能直接反馈晶体重量变化，但受制于晶体生长的较大重量跨度，现有设备的最高探测精度可达10mg，该探测精度仍无法反应晶体生长过程中诸如生长纹形成、生长界面扰动这一类较微弱却能左右晶体品质的问题。光学方法利用CCD图像记录，尽管可以整体呈现晶体生长轮廓，但其精度十分有限，而且不能反馈晶体生长界面(固液交界处)等无法直接“看”到的生长细节。在实际晶体生长设备中，这三种反馈方式往往相互辅助共同工作，但仍无法避免的产生检测精度低、判断滞后、机械结构复杂等问题，传统反馈方式的弊端为高品质晶体生长工作带来诸多额外困难。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种反馈提拉法晶体生长状态的方法，可实现晶体生长界面总体状态的精确反馈。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种反馈晶体生长状态的方法，采集晶体生长过程中的晶体和熔体间的界面相电动势，以获得实时变化的电信号，由所述实时变化的电信号反馈晶体生长状态。

相对于现有技术，本发明利用界面相电动势的变化情况来反馈晶体生长状态，由于界面相电动势由生长界面的电荷分布产生，该电荷来自晶体和熔体中的带电离子。而晶体和熔体中的带电离子在生长界面的分布情况则反映了晶体生长的实际情况，因此这一方式比其它反馈更准确，更接近晶体生长本质。

进一步，从盛放晶体原料的坩埚和安放籽晶的籽晶杆分别引出电极，在提拉生长晶体的过程中，采集所述晶体和熔体间的界面相电动势。

进一步，在下晶阶段，获得所述电信号从断开状态变为稳定状态的过程，以反馈晶体生长界面的形成过程；

在放肩阶段，获得所述电信号增长，以反馈晶体直径增长的过程；

在等径阶段，获得所述电信号增长率的变化，以反馈晶体直径的变化；

在收尾阶段，获得所述电信号增长率变缓，以反馈晶体生长速度减小；

在拉脱阶段，获得所述电信号变为断开状态，以反馈晶体生长完毕。

本发明还提供了一种晶体生长控制方法，采集晶体生长过程中的晶体和熔体间的界面相电动势，获得实时变化的电信号；根据所述实时变化的电信号调整晶体生长的条件参数，从而控制晶体生长。

相对于现有技术，本发明利用界面相电动势的变化情况来反馈晶体生长状态，由于电信号反馈非常敏感，可以实时的判断晶体的生长状态，克服判断滞后的缺陷，从而实现实时的控制晶体生长工作。

进一步，从盛放晶体原料的坩埚和安放籽晶的籽晶杆分别引出电极，在提拉生长晶体的过程中，采集所述晶体和熔体间的界面相电动势。

进一步，控制籽晶杆下晶动作时，检测所述电信号从断开状态变为稳定状态，以判断晶体生长界面的形成过程，确保下晶操作成功。

进一步，当下晶动作到达下晶时间阈值时，进行放肩操作，当检测所述电信号稳定增长时，判断晶体直径正在增长，保持放肩控制一定时间。

进一步，当放肩控制到达放肩时间阈值时，进行等径操作，检测所述电信号增长率的变化，根据所述电信号增长率的变化调整晶体生长的条件参数，从而控制晶体生长直径保持稳定。

进一步，当检测晶体生长的长度到达长度阈值时，进行收尾操作，当检测所述电信号增长率变缓，判断晶体生长速度减小，保持收尾控制一定时间。

进一步，当检测所述电信号变为断开状态，判断晶体生长完毕，控制籽晶杆进行拉脱动作。

进一步，在获得实时变化的电信号之后，对该电信号进行处理，换算得出晶体生长状态的反馈信号；将该反馈信号与设定值比较，获得修正信号；根据所述修正信号调整晶体生长的条件参数，从而控制晶体生长。

进一步，所述晶体生长的条件参数包括：坩埚的加热温度、或提拉速度、或旋转速度中的一种或几种。

本发明还提供了一种晶体生长控制系统，包括晶体生长控制装置、生长信号采集单元和信号处理单元；所述生长信号采集单元采集晶体生长过程中的晶体和熔体间的界面相电动势，获得实时变化的电信号并将该电信号传输至所述信号处理单元，所述信号处理单元对该电信号进行处理获得晶体生长状态的反馈信号并将该反馈信号传输至所述晶体生长控制装置；

所述晶体控制装置包括坩埚、籽晶杆、温控单元和籽晶杆控制单元，所述温控单元控制坩埚的加热温度，所述籽晶杆控制单元控制籽晶杆的提拉速度和旋转速度；所述生长信号采集单元包括微伏表和电极，所述电极从坩埚和籽晶杆分别引出并与所述微伏表连接；所述信号处理单元包括信号接收及分析模块，所述信号接收及分析模块接收所述微伏表输出的电信号并将该电信号转换为所述反馈信号传输至所述温控单元或籽晶杆控制单元。

相对于现有技术，本发明的晶体生长控制系统的硬件设施装配简单，避免了复杂的机械结构对设备造成的负担，可有效减小晶体生长系统的不稳定因素。

进一步，所述信号处理单元还包括一PID控制器，所述PID控制器接收所述信号接收及分析模块输出的反馈信号并将该反馈信号与设定值比较，获得修正信号并将该修正信号传输至所述温控单元或籽晶杆控制单元。

进一步，所述籽晶杆控制单元控制籽晶杆下晶动作时，所述信号接收及分析模块检测所述电信号从断开状态变为稳定状态，输出反馈信号至所述籽晶杆控制单元保持一定时间的下晶动作；

当下晶动作到达下晶时间阈值时，所述温控单元控制晶体生长进入放肩阶段，所述信号接收及分析模块检测所述电信号稳定增长时，输出反馈信号至所述温控单元保持放肩控制一定时间；

当放肩控制到达放肩时间阈值时，所述温控单元控制晶体生长进入等径阶段，所述信号接收及分析模块检测所述电信号增长率的变化，输出反馈信号至所述温控单元控制晶体生长直径保持稳定；

当晶体生长的长度到达长度阈值时，所述温控单元控制晶体生长进入收尾阶段，所述信号接收及分析模块检测所述电信号增长率变缓，输出反馈信号至所述温控单元保持收尾控制一定时间；

所述信号接收及分析模块检测所述电信号增长率变为断开状态，输出反馈信号至所述籽晶杆控制籽晶杆进行拉脱动作。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明的反馈晶体生长状态的方法与晶体生长对应的操作流程。

图2为本发明的晶体生长过程中，电信号(EMF)、重量(Weight)和温度(Temperature)的变化曲线。

图3为本发明的晶体生长控制系统示意图。

具体实施方式

发明人在研究中发现，在提拉法晶体生长过程中，晶体与熔体之间形成的界面相电动势由结晶电动势和热电动势组成，其中热电动势主要与晶体生长高度有关，而结晶电动势与晶体结晶情况有关，两者结合可反馈晶体生长状态。利用界面相电动势反馈提拉法晶体生长状态，与现有温度、重量、光学反馈机制均不同，是利用晶体生长过程中在生长界面产生的电信号来判断晶体生长状态，实现控制晶体生长工作。由于界面相电动势由生长界面的电荷分布产生，电荷在生长界面的分布情况则反映了晶体生长的实际情况，因此这比其它反馈更准确，更接近晶体生长本质。基于上述对晶体界面相电动势的研究，进一步获得了一种反馈提拉法晶体生长状态的方法、一种控制提拉法晶体生长的方法和系统。以下分别通过三个实施例进行详细说明：

实施例1

本发明的反馈晶体生长状态的方法，包括以下步骤：

A1：采集晶体生长过程中的晶体和熔体间的界面相电动势，以获得实时变化的电信号。

具体的，从盛放晶体原料的坩埚和安放籽晶的籽晶杆分别引出电极，在提拉生长晶体的过程中，采集所述晶体和熔体间的界面相电动势。

由于晶体生长温度较高，因此从所述坩埚引出的电极选用耐高温的材料，优选铂金或铱金材料。

作为进一步优化的，所述籽晶杆上安装有电气滑环。因为在晶体生长过程中，籽晶杆处于旋转状态，需要增装电气滑环以方便引出旋转的籽晶杆的电信号。

A2：由所述实时变化的电信号反馈晶体生长状态。

请同时参阅图1和图2。其中，图1为本发明的反馈提拉法晶体生长状态的方法与晶体生长对应的操作流程；图2为本发明的晶体生长过程中，电信号(EMF)、重量(Weight)和温度(Temperature)的变化曲线。

具体的，本发明的反馈提拉法晶体生长状态的方法与晶体生长对应的操作流程如下：

A21：在下晶阶段，电信号从断开状态变为稳定状态，反馈晶体生长界面的形成过程。

在下晶前，将晶体原料放在坩埚中，升温至晶体原料熔化形成熔体，待熔体温度稳定后进行下晶动作，先将籽晶杆下降至接近熔体表面，使籽晶杆底部安放的籽晶预热一段时间，然后下降籽晶至熔体表面以下。

具体的，在下晶过程中，当电信号为断开状态时，说明此时籽晶还未与坩埚内的熔体接触；当电信号变为稳定状态时，说明籽晶进入熔体，且生长界面的电荷分布已经稳定，生长界面已形成。

请参阅图2，比较下晶阶段重量反馈和电信号反馈的变化趋势，具体的，在下晶过程中，重量的跳变并不明显(约0.2g)，而电信号的变化则十分突出，电信号由开路状态跳变至4mV。下晶过后，重量变化曲线无法反映固液界面的变化趋势，但电信号的“折线”则反映了晶体生长界面构成所需的具体时间和籽晶在熔体内部的变化过程，电信号恢复稳定，意味着生长界面的电荷分布已经稳定，生长界面已形成。相比之下，重量反馈长期无变化，不能成为生长界面是否稳定的判断依据。

A22：在放肩阶段，电信号增长，反馈晶体直径增长的过程。

待电信号稳定后，晶体生长进入放肩阶段，在该阶段逐渐放大晶体的直径，直到晶体的直径达到目标直径要求。

具体的，在放肩过程中，由于电信号与晶体生长速率相关，当电信号增长时，说明晶体直径在增长；当电信号的增长率变化时，说明晶体的生长速率发生变化。

请参阅图2，比较放肩阶段重量反馈和电信号反馈的变化趋势，具体的，在放肩过程中，随着晶体直径不断增长，重量变化十分缓慢，需要以半小时甚至更长时间间隔才能判断出晶体重量的增长率，较长的时间间隔将导致晶体生长状态判断的严重滞后，不利于晶体生长。然而看似平稳的重量变化中，实际包含了改变降温速度或快速升温以抑止晶体重量增长率的操作(温度变化曲线的折线处)，但重量反馈均没有展现出这些细节操作。相比之下，电信号的反馈十分灵敏，电信号不仅伴随着晶体直径快速增长的趋势线性增加，而且在放肩过程的多处温度变化操作中，电信号曲线的斜率均发生显著变化，这一点尤为重要，可用于精确判断晶体生长状态。

A23：在等径阶段，电信号增长率变化，反馈晶体直径的变化过程。

当晶体直径达到目标直径后，晶体生长进入等径阶段，在该阶段使晶体生长的直径在目标长度内保持不变。

具体的，在等径过程中，当电信号线性增长时，说明晶体保持等径生长；当电信号线性增长的斜率变化时，说明晶体直径发生变化。

请参阅图2，比较等径阶段重量反馈和电信号反馈的变化趋势，具体的，在等径过程中，为维持晶体生长直径，温度会小范围的升高或降低。尽管重量曲线变化看似十分平缓，但受制于有限的灵敏度，无法准确反馈晶体直径的微小改变。相比之下，电信号曲线则产生明显的斜率变化，这与晶体直径的实际变化趋势吻合，具体为，当电信号线性增长的斜率变大时，说明晶体生长速率过快导致直径变大；当电信号线性增长的斜率变小时，说明晶体生长速率过慢导致直径变小。

A24：在收尾阶段，电信号增长率变缓，反馈晶体生长速率减小。

当晶体长度达到目标长度后，晶体生长进入收尾阶段，在该阶段使晶体直径慢慢缩小。

具体的，在收尾过程中，当电信号增长率变缓时，说明晶体生长速率减小从而晶体直径减小。

A25：在拉脱阶段，电信号变为断开状态，反馈晶体生长完毕。

当晶体直径缩小到一定程度后进行拉脱动作，提拉晶体使之脱离熔体。

具体的，电信号变为断开状态，说明晶体与熔体分离，至此晶体生长完毕。在晶体生长完毕之后，需进行降温退火，以防止应力引起的晶体位错，降至室温后取出晶体。

本实施例中使用电磁力传感器获得重量数据，其精度为10mg，已经属于当前提拉法晶体生长设备所能做到的最高精度，通过上述晶体生长过程中重量反馈和电信号反馈的比较，可以证实本发明利用界面相电动势反馈提拉法晶体生长状态的方法不仅在实施机制上富有独创性，而且其实际反馈效果也优于重量反馈，可实现晶体生长界面总体状态的精确反馈。受晶体直径和熔体粘滞系数影响，重量变化会存在不同，但变化趋势一致；受晶体生长速度、种类以及温场影响，界面相电动势的变化会存在偏差，但变化趋势一致。

相对于现有技术，本发明利用界面相电动势的变化情况来反馈晶体生长状态，由于界面相电动势由生长界面的电荷分布产生，电荷在生长界面的分布情况则反映了晶体生长的实际情况，因此这比其它反馈更准确，更接近晶体生长本质。界面相电动势反馈方法可反馈晶体生长界面电荷分布的总体变化，从而全面把握晶体生长状态，相比于热电偶仅反馈坩埚内某点温度的方法具有天然优势；晶体生长设备普遍使用的梁氏传感器精度仅为2000mg，电磁力称重传感器精度为10mg，但容易导致籽晶杆不稳定，相比于重量反馈方法，界面相电动势反馈方法不仅可实现更高的反馈精度，其反馈精度可达10μV，还避免了复杂机械结构对设备造成的负担，有效减少晶体生长系统的不稳定因素；光学CCD只能观察到晶体局部轮廓，且识别精度有限，在实际晶体生长过程中，观察到晶体轮廓发生变化时，不可逆的失控情况往往已然发生，相比于光学方法，界面相电动势反馈方法可实时、精确的反馈晶体生长的总体状态。

实施例2

基于以上反馈晶体生长状态的方法，本发明还提供了一种晶体生长控制方法，包括以下步骤：

B1：采集晶体生长过程中的晶体和熔体间的界面相电动势，以获得实时变化的电信号。

具体的，从盛放晶体原料的坩埚和安放籽晶的籽晶杆分别引出电极，在提拉生长晶体的过程中，采集所述晶体和熔体间的界面相电动势。

由于晶体生长温度较高，因此从所述坩埚引出的电极选用耐高温的材料，优选铂金或铱金材料。

作为进一步优化的，所述籽晶杆上安装有电气滑环。因为在晶体生长过程中，籽晶杆处于旋转状态，需要增装电气滑环以方便引出旋转的籽晶杆的电信号。

B2：根据所述实时变化的电信号调整晶体生长的条件参数，从而控制晶体生长。

作为进一步优化的，在获得实时变化的电信号之后，对该电信号进行处理，换算得出晶体生长状态的反馈信号；将该反馈信号与设定值比较，获得修正信号；根据所述修正信号调整晶体生长的条件参数，从而控制晶体生长。

作为进一步优化的，利用PID控制器将所述反馈信号与设定值比较，获得修正信号以调整晶体生长的条件参数，从而控制晶体生长。

所述晶体生长的条件参数包括：坩埚的加热温度、或提拉速度、或旋转速度中的一种或几种。具体的，在晶体生长过程中，坩埚中熔体的温度控制是关键，为使熔体保持适当的温度，需对坩埚不断供应热量；提拉速度决定晶体生长速度和质量；而适当的旋转速度可对熔体产生良好的搅拌，减少径向温度梯度。

具体的，本发明的控制提拉法晶体生长状态的方法与晶体生长对应的操作流程如下：

B21：控制籽晶杆下晶动作时，检测电信号从断开状态变为稳定状态，以判断晶体生长界面的形成过程，确保下晶操作成功。下晶控制时间由晶体的种类、目标尺寸及生长环境等因素所决定，例如保持下晶时间为30min。

B22：当下晶阶段结束后，进行放肩操作，当检测电信号稳定增长时，判断晶体直径正在增长，保持放肩控制一定时间直到晶体直径增长至目标直径。放肩控制时间由晶体的目标直径、提拉速度和旋转速度等因素所决定，例如设定目标直径为50mm，提拉速度为5mm/h，旋转速度为10r/min，在放肩、等径和收尾阶段，提拉速度和旋转速度一般保持不变。

B23：当晶体直径达到目标直径时，进行等径操作，检测电信号增长率的变化，根据所述电信号增长率的变化调整晶体生长的条件参数，从而控制晶体生长直径保持在目标直径直到晶体长度增长至目标长度。等径阶段的晶体通常是所需要的产品，该阶段晶体生长的长度即所需要的目标长度，例如设定目标长度为100mm。

具体的，当所述电信号的增长率变大，判断出晶体生长速率过快导致直径变大，则控制晶体生长温度升高；当所述电信号的增长率变小，判断出晶体生长速率过慢导致直径变小，则控制晶体生长温度降低。

作为进一步优化的，在获得实时变化的电信号之后，对该电信号进行处理，将其换算为晶体直径信号；将该晶体直径信号与目标直径的设定值比较，获得信号差值；再对该信号差值进行PID控制获得新的晶体生长温度，从而通过不断调整温度以控制晶体生长。

B24：当晶体生长的长度到达目标长度时，进行收尾操作，当检测所述电信号增长率变缓，判断晶体生长速度减小，保持收尾控制一定时间。

B25：当检测所述电信号变为断开状态，判断晶体生长完毕，控制籽晶杆进行拉脱动作，晶体与熔体分离，至此，晶体生长过程结束。

相对于现有技术，本发明利用界面相电动势的变化情况来反馈晶体生长状态，由于电信号反馈非常敏感，可以实时的判断晶体的生长状态，克服判断滞后的缺陷，从而实现实时的控制晶体生长工作。

实施例3

基于以上提拉法晶体生长控制方法，本发明还提供了一种晶体生长控制系统，请参阅图3，其为本发明的晶体生长控制系统示意图。该控制系统包括晶体生长控制装置10、生长信号采集单元20和信号处理单元30。所述生长信号采集单元20采集晶体生长过程中的晶体和熔体间的界面相电动势，获得实时变化的电信号并将该电信号传输至所述信号处理单元30，所述信号处理单元30对该电信号进行处理获得晶体生长状态的反馈信号并将该反馈信号传输至所述晶体生长控制装置10。

所述晶体控制装置10包括坩埚11、籽晶杆12、温控单元13和籽晶杆控制单元14。所述温控单元13与控制坩埚11电连接，控制坩埚11的加热温度；所述籽晶杆控制单元14与籽晶杆12电连接，控制籽晶杆12的提拉速度和旋转速度。

所述生长信号采集单元20包括电极21和微伏表22，所述电极21从坩埚11和籽晶杆12分别引出，并与所述微伏表22连接。

所述坩埚11中盛放有晶体原料经升温熔化后得到的熔体，由于晶体生长温度较高，因此从所述坩埚11引出的电极选用耐高温的材料，优选铂金或铱金材料。

所述籽晶杆12的底部安放有籽晶，由于在晶体生长过程中，籽晶杆12处于旋转状态，作为进一步优化，所述籽晶杆12上增装电气滑环以方便引出旋转的籽晶杆12的电信号。

所述信号处理单元30包括信号接收及分析模块31，所述信号接收及分析模块31接收所述微伏表22输出的电信号并将该电信号转换为所述反馈信号传输至所述温控单元13或籽晶杆控制单元14。

具体的，所述籽晶杆控制单元14控制籽晶杆12下晶动作时，所述信号接收及分析模块31检测到微伏表22输出的电信号从断开状态变为稳定状态，输出反馈信号至所述籽晶杆控制单元14保持一定时间的下晶动作。

当下晶动作到达下晶时间阈值时，所述温控单元13控制晶体生长进入放肩阶段，所述信号接收及分析模块31检测微伏表22输出的电信号稳定增长时，输出反馈信号至所述温控单元13保持放肩控制一定时间。

当放肩控制到达放肩时间阈值时，所述温控单元13控制晶体生长进入等径阶段，所述信号接收及分析模块31检测微伏表22输出的电信号增长率的变化，输出反馈信号至所述温控单元13控制晶体生长直径保持稳定。

当晶体生长的长度到达长度阈值时，所述温控单元13控制晶体生长进入收尾阶段，所述信号接收及分析模块31检测微伏表22输出的电信号增长率变缓，输出反馈信号至所述温控单元13保持收尾控制一定时间。

所述信号接收及分析模块31检测微伏表22输出的电信号变为断开状态，输出反馈信号至所述籽晶杆控制单元14进行拉脱动作。

作为进一步优化的，所述信号处理单元30还包括一PID控制器32，所述PID控制器32接收所述信号接收及分析模块31输出的反馈信号并将该反馈信号与设定值比较，获得修正信号并将该修正信号传输至所述温控单元13或籽晶杆控制单元14。

与现有技术相比，本发明的晶体生长控制系统的硬件设施装配简单，避免了复杂的机械结构对设备造成的负担，可有效减小晶体生长系统的不稳定因素。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种反馈晶体生长状态的方法，其特征在于：从盛放晶体原料的坩埚和安放籽晶的籽晶杆分别引出电极，在提拉生长晶体的过程中，采集晶体生长过程中的晶体和熔体间的界面相电动势，以获得实时变化的电信号，由所述实时变化的电信号反馈晶体生长状态；

在下晶阶段，获得所述电信号从断开状态变为稳定状态的过程，以反馈晶体生长界面的形成过程；

在放肩阶段，获得所述电信号增长，以反馈晶体直径增长的过程；

在等径阶段，获得所述电信号增长率的变化，以反馈晶体直径的变化；

在收尾阶段，获得所述电信号增长率变缓，以反馈晶体生长速度减小；

在拉脱阶段，获得所述电信号变为断开状态，以反馈晶体生长完毕。

2.一种晶体生长控制方法，其特征在于：从盛放晶体原料的坩埚和安放籽晶的籽晶杆分别引出电极，在提拉生长晶体的过程中，采集晶体生长过程中的晶体和熔体间的界面相电动势，获得实时变化的电信号；根据所述实时变化的电信号调整晶体生长的条件参数，从而控制晶体生长。

3.根据权利要求2所述的晶体生长控制方法，其特征在于：控制籽晶杆下晶动作时，检测所述电信号从断开状态变为稳定状态，以判断晶体生长界面的形成过程，确保下晶操作成功。

4.根据权利要求3所述的晶体生长控制方法，其特征在于：当下晶动作到达下晶时间阈值时，进行放肩操作，当检测所述电信号稳定增长时，判断晶体直径正在增长，保持放肩控制一定时间。

5.根据权利要求4所述的晶体生长控制方法，其特征在于：当放肩控制到达放肩时间阈值时，进行等径操作，检测所述电信号增长率的变化，根据所述电信号增长率的变化调整晶体生长的条件参数，从而控制晶体生长直径保持稳定。

6.根据权利要求5所述的晶体生长控制方法，其特征在于：当检测晶体生长的长度到达长度阈值时，进行收尾操作，当检测所述电信号增长率变缓，判断晶体生长速度减小，保持收尾控制一定时间。

7.根据权利要求6所述的晶体生长控制方法，其特征在于：当检测所述电信号变为断开状态，判断晶体生长完毕，控制籽晶杆进行拉脱动作。

8.根据权利要求2或5所述的晶体生长控制方法，其特征在于：在获得实时变化的电信号之后，对该电信号进行处理，换算得出晶体生长状态的反馈信号；将该反馈信号与设定值比较，获得修正信号；根据所述修正信号调整晶体生长的条件参数，从而控制晶体生长；所述晶体生长的条件参数包括：坩埚的加热温度、提拉速度、旋转速度中的一种或几种。

9.一种晶体生长控制系统，其特征在于：包括晶体生长控制装置、生长信号采集单元和信号处理单元；所述生长信号采集单元采集晶体生长过程中的晶体和熔体间的界面相电动势，获得实时变化的电信号并将该电信号传输至所述信号处理单元，所述信号处理单元对该电信号进行处理获得晶体生长状态的反馈信号并将该反馈信号传输至所述晶体生长控制装置；

所述晶体生长控制装置包括坩埚、籽晶杆、温控单元和籽晶杆控制单元，所述温控单元控制坩埚的加热温度，所述籽晶杆控制单元控制籽晶杆的提拉速度和旋转速度；所述生长信号采集单元包括微伏表和电极，所述电极从坩埚和籽晶杆分别引出并与所述微伏表连接；所述信号处理单元包括信号接收及分析模块，所述信号接收及分析模块接收所述微伏表输出的电信号并将该电信号转换为所述反馈信号传输至所述温控单元或籽晶杆控制单元。

10.根据权利要求9所述的晶体生长控制系统，其特征在于：所述信号处理单元还包括一PID控制器，所述PID控制器接收所述信号接收及分析模块输出的反馈信号并将该反馈信号与设定值比较，获得修正信号并将该修正信号传输至所述温控单元或籽晶杆控制单元。

11.根据权利要求9所述的晶体生长控制系统，其特征在于：

所述籽晶杆控制单元控制籽晶杆下晶动作时，所述信号接收及分析模块检测所述电信号从断开状态变为稳定状态，输出反馈信号至所述籽晶杆控制单元保持一定时间的下晶动作；

当下晶动作到达下晶时间阈值时，所述温控单元控制晶体生长进入放肩阶段，所述信号接收及分析模块检测所述电信号稳定增长时，输出反馈信号至所述温控单元保持放肩控制一定时间；

当放肩控制到达放肩时间阈值时，所述温控单元控制晶体生长进入等径阶段，所述信号接收及分析模块检测所述电信号增长率的变化，输出反馈信号至所述温控单元控制晶体生长直径保持稳定；

当晶体生长的长度到达长度阈值时，所述温控单元控制晶体生长进入收尾阶段，所述信号接收及分析模块检测所述电信号增长率变缓，输出反馈信号至所述温控单元保持收尾控制一定时间；

所述信号接收及分析模块检测所述电信号变为断开状态时，输出反馈信号至所述籽晶杆控制单元控制籽晶杆进行拉脱动作。