CN108330538A - 一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘及方法 - Google Patents
一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108330538A CN108330538A CN201810332692.8A CN201810332692A CN108330538A CN 108330538 A CN108330538 A CN 108330538A CN 201810332692 A CN201810332692 A CN 201810332692A CN 108330538 A CN108330538 A CN 108330538A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nitrogen
- feed path
- channel
- argon gas
- passed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 461
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 230
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 20
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 96
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 71
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 14
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 16
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWKWDCOTNGQLID-UHFFFAOYSA-N [N].[Ar] Chemical compound [N].[Ar] PWKWDCOTNGQLID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
本发明提供一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘，包括：氮气供给通道，包括质量流量控制器，用于控制通入氮气的流量；氩气供给通道，用于通入氩气；总配通道，与所述氮气供给通道和所述氩气供给通道均连通，根据所述通入氮气和所述通入氩气的流量进行配比，将配比后的气体通出，并且提供一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘的方法，本发明的有益效果是可以通过工艺参数任意调节氮气、氩气的流量比例，实现氮气、氩气的平稳切换，通过电磁阀的作用防止意外发生，增加了氮气拉晶的安全性。
Description
技术领域
本发明属于单晶硅生产技术领域，尤其是涉及一种用于单晶硅拉制过程中配合氩气共同进行拉晶的氮气控制配盘及方法。
背景技术
在现有技术中，硅单晶拉晶生产的过程中，采用高纯氩气作为保护气，导致生产成本不断增加，因此，通过通入氩气与氮气的混合气来降低生产成本，但是氩气与氮气的比例在实际生产的过程中控制困难，增加生产负担。
因此，需要一种氮气配盘来完成此生产难题，现有的氮气配盘大多是一些从头到尾使用氮气进行拉晶的配盘，其设计跟氩气配盘大同小异，或者是氮气氩气来回切换的配盘，同一时间只能使用一种气体进行拉晶，不能满足氮气氩气精准切换的生产需求，存在氮气氩气切换的过程中控制不精确，影响单晶硅的生产质量的问题。
发明内容
本发明的目的是要解决背景技术中的问题，提供一种用于单晶硅拉制过程中配合氩气共同进行拉晶的氮气控制配盘及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘，包括：
氮气供给通道，包括质量流量控制器，用于控制通入氮气的流量；
氩气供给通道，用于通入氩气；
总配通道，与所述氮气供给通道和所述氩气供给通道均连通，根据所述通入氮气和所述通入氩气的流量进行配比，将配比后的气体通出。
优选地，所述氮气供给通道包括第一氮气供给通道和第二氮气供给通道，所述第二氮气供给通道包括所述质量流量控制器，所述第一氮气供给通道和所述第二氮气供给通道均与所述总配通道连通。
优选地，所述氮气供给通道还包括第三氮气供给通道，所述第三氮气供给通道用于连通氮气气源，所述第三氮气供给通道分别与所述第一氮气供给通道和所述第二氮气供给通道连通。
优选地，所述第一氮气供给通道上依次设有第一氮气入口、压力传感器、第一电磁阀和第一氮气出口，所述第一氮气出口与总配通道入口连通。
优选地，所述第二氮气供给通道上依次设有第二氮气入口、氮气流量控制旋钮、质量流量控制器、第二电磁阀和第二氮气出口，所述氮气流量控制旋钮与氮气流量表连接，所述第二氮气出口与总配通道入口连通。
优选地，所述第三氮气供给通道包括第三氮气入口与第三氮气出口，所述第三氮气入口连接所述氮气气源，所述第三氮气出口与所述第一氮气入口和所述第二氮气入口均连通。
一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制方法，应用上述的氮气控制配盘，所述总配通道设有预设总通量，包括如下步骤：
S1：确定当前时刻的氮气的预设通入量；
S2：根据所述氮气的预设通入量，调节所述第二氮气供给通道的质量流量控制器，以使所述氮气向所述总配通道通入的氮气通入量与所述预设通入量相当；
S3：判断所述氮气的预设通入量是否小于所述总配通道的预设总通量；
若是，则通过所述第二氩气供给通道向所述总配通道通入氩气，利用所述氩气将所述预设总通量与所述氮气的预设通入量之间的差额进行配比补齐；
S4：通过所述总配通道，根据所述预设总通量将所通入的气体进行输出。
进一步地，所述S3步骤中，若否，则通过所述第一氮气供给通道向所述总配通道通入氮气。
本发明具有的优点和积极效果是，由于采用上述技术方案：
1.可以根据面板控制程序任意切换氮气的快充与否，也可以通过控制程序随意修改氮气流量，简单方便。
2.可以通过工艺参数任意调节氮气、氩气的流量比例，实现氮气、氩气的平稳切换。
3.当氮气气压不足的时候，可以通过调节氮气流量控制旋钮来增加氮气进气口开度，使氮气流量达到需求。
4.快充时，若氮气压力超标，电磁阀前面的压力传感器会自动报警，防止意外发生，增加了氮气拉晶的安全性。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图；
图2是本发明一实施例的控制方法流程图。
图中：
1、第一氮气供给通道 2、第二氮气供给通道 3、第三氮气供给通道
4、氩气供给通道 5、总配通道 11、第一氮气入口
12、压力传感器 13、第一电磁阀 14、第一氮气出口
21、第二氮气入口 22、氮气流量控制旋钮 23、质量流量控制器
24、第二电磁阀 25、第二氮气出口 26、氮气流量表
具体实施方式
如图1所示，本实例提供一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘，在原有单纯使用氩气作为保护气的基础上增加氮气配盘，实现了拉晶过程氮气开关可控，氮气流量可控，用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘包括第一氮气供给通道1、第二氮气供给通道2、氩气供给通道4和总配通道5，第一氮气供给通道1、第二氮气供给通道2和氩气供给通道4均通过四通管与总配通道连通，四通管的其中一个通道通入单晶硅拉制炉体内部，通入的气体对拉制的单晶硅进行保护。
其中，第一氮气供给通道1上依次设有第一氮气入口11、压力传感器12、第一电磁阀13和第一氮气出口14，第一氮气出口14与总配通道5的一个入口连通，工作过程中，首先判断氮气的预设通入量是否小于总配通道5的预设总通量；若否，则通过第一氮气供给通道1直接向总配通道5通入氮气，进行快充，快充时，若氮气压力超标，第一电磁阀13前面的压力传感器12会自动报警，防止意外发生，增加了氮气拉晶的安全性，通过设置电磁阀13为气体通断的开关，精确的控制气体的通入量，保证拉晶过程的可靠性。
第二氮气供给通道2上依次设有第二氮气入口21、氮气流量控制旋钮22、质量流量控制器23、第二电磁阀24和第二氮气出口25，氮气流量控制旋钮22与氮气流量表26连接，当氮气气压不足的时候，可以通过调节氮气流量控制旋钮来增加氮气进气口开度，使氮气流量达到需求，第二氮气出口25与总配通道5的一个入口连通，当氮气流量表26指示最大值，氮气压力过大时，可能导致第二电磁阀24显示已打开，但质量流量控制器23控制面板显示流量值为零，此时可通过调节氮气流量控制旋钮22来调节氮气压力至合适范围，质量流量计恢复正常，通过设置第二供给通道上的质量流量控制器23，通过质量流量控制器23可控制氮气流量在拉晶需求范围内，以用于控制通入氮气的流量。
氮气供给通道还包括第三氮气供给通道3，第三氮气供给通道3包括第三氮气入口31与第三氮气出口32，第三氮气供给通道3的第三氮气入口31用于连通氮气气源，第三氮气入口31连接外置液氮高压气罐，氮气进入管道后由于温度的升高，由液态转化为气态，体积膨胀，压力升高，可通过氮气流量控制旋钮22，旋拧来调节进气口压力，氮气流量表26显示氮气实时压力值。第三氮气供给通道3的第三氮气出口32分别与第一氮气供给通道1的第一氮气入口11和第二氮气供给通道2第二氮气入口21均连通。
氩气供给通道4，用于通入氩气，可以通过工艺参数任意调节氮气、氩气的流量比例，实现氮气、氩气的平稳切换。
总配通道5，根据实际的生产需要设置的预设总通量，总配通道5与第一氮气供给通道1、第二氮气供给通道2和氩气供给通道4均连通，根据通入氮气和通入氩气的流量进行配比，将配比后的气体通出，可以根据面板控制程序任意切换氮气是否通过第一氮气供给通道1进行快充，也可以通过控制程序随意修改氮气流量，简单方便，快充时，若氮气压力超标，第一电磁阀13前面的压力传感器12会自动报警，防止意外发生，增加了氮气拉晶的安全性，通过设置电磁阀为气体通断的开关，精确的控制气体的通入量，保证拉晶过程的可靠性。
通过氮气控制配盘，实现单晶硅拉制过程中，氮气与氩气平缓地进行切换，即在减少氩气的同时，增加氮气流量，直至氩气流量减为零，氮气流量加到工艺设定；同时采用质量流量控制器，保证氮气流量和氩气流量之和不超过工艺设定，使得该配盘对流量的控制更为精准，精确。
一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制方法，应用上述的氮气控制配盘，总配通道5设有预设总通量，包括如下步骤：
S1：确定当前时刻的氮气的预设通入量；
S2：根据氮气的预设通入量，调节第二氮气供给通道2的质量流量控制器23，以使氮气向总配通道5通入的氮气通入量与预设通入量相当；
S3：判断氮气的预设通入量是否小于总配通道5的预设总通量；
若是，则通过第二氩气供给通道2向总配通道5通入氩气，利用氩气将预设总通量与氮气的预设通入量之间的差额进行配比补齐；
若否，则通过第一氮气供给通道1向总配通道5通入氮气。
S4：通过总配通道，根据预设总通量将所通入的气体进行输出。
本发明的有益效果是：
1.可以根据面板控制程序任意切换氮气的快充与否，也可以通过控制程序随意修改氮气流量，简单方便。
2.可以通过工艺参数任意调节氮气、氩气的流量比例，实现氮气、氩气的平稳切换。
3.当氮气气压不足的时候，可以通过调节氮气流量控制旋钮来增加氮气进气口开度，使氮气流量达到需求。
4.快充时，若氮气压力超标，电磁阀前面的压力传感器会自动报警，防止意外发生，增加了氮气拉晶的安全性。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘，其特征在于，包括：
氮气供给通道，包括质量流量控制器，用于控制通入氮气的流量；
氩气供给通道，用于通入氩气；
总配通道，与所述氮气供给通道和所述氩气供给通道均连通，根据所述通入氮气和所述通入氩气的流量进行配比，将配比后的气体通出。
2.根据权利要求1所述的用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘，其特征在于：所述氮气供给通道包括第一氮气供给通道和第二氮气供给通道，所述第二氮气供给通道包括所述质量流量控制器，所述第一氮气供给通道和所述第二氮气供给通道均与所述总配通道连通。
3.根据权利要求2所述的用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘，其特征在于：所述氮气供给通道还包括第三氮气供给通道，所述第三氮气供给通道用于连通氮气气源，所述第三氮气供给通道分别与所述第一氮气供给通道和所述第二氮气供给通道连通。
4.根据权利要求2或3所述的用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘，其特征在于：所述第一氮气供给通道上依次设有第一氮气入口、压力传感器、第一电磁阀和第一氮气出口，所述第一氮气出口与总配通道入口连通。
5.根据权利要求4所述的用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘，其特征在于：所述第二氮气供给通道上依次设有第二氮气入口、氮气流量控制旋钮、质量流量控制器、第二电磁阀和第二氮气出口，所述氮气流量控制旋钮与氮气流量表连接，所述第二氮气出口与总配通道入口连通。
6.根据权利要求5所述的用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘，其特征在于：所述第三氮气供给通道包括第三氮气入口与第三氮气出口，所述第三氮气入口连接所述氮气气源，所述第三氮气出口与所述第一氮气入口和所述第二氮气入口均连通。
7.一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制方法，其特征在于：应用如权利要求1-6所述的氮气控制配盘，所述总配通道设有预设总通量，包括如下步骤：
S1：确定当前时刻的氮气的预设通入量；
S2：根据所述氮气的预设通入量，调节所述第二氮气供给通道的质量流量控制器，以使所述氮气向所述总配通道通入的氮气通入量与所述预设通入量相当；
S3：判断所述氮气的预设通入量是否小于所述总配通道的预设总通量；
若是，则通过所述第二氩气供给通道向所述总配通道通入氩气，利用所述氩气将所述预设总通量与所述氮气的预设通入量之间的差额进行配比补齐；
S4：通过所述总配通道，根据所述预设总通量将所通入的气体进行输出。
8.根据权利要求7所述的用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘，其特征在于：所述S3步骤中，若否，则通过所述第一氮气供给通道向所述总配通道通入氮气。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810332692.8A CN108330538A (zh) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810332692.8A CN108330538A (zh) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108330538A true CN108330538A (zh) | 2018-07-27 |
Family
ID=62933307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810332692.8A Pending CN108330538A (zh) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108330538A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109695056A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-30 | 内蒙古中环光伏材料有限公司 | 一种氮气拉晶用管路及掺氮单晶拉制工艺 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09142997A (ja) * | 1995-11-21 | 1997-06-03 | Hitachi Cable Ltd | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 |
| CN202090099U (zh) * | 2011-04-01 | 2011-12-28 | 上海三晶新能源设备有限公司 | 单晶炉氩气流量控制装置 |
| CN102912424A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-02-06 | 浙江大学 | 提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法及得到的单晶硅 |
| CN105180644A (zh) * | 2015-09-24 | 2015-12-23 | 中冶南方（武汉）自动化有限公司 | 马弗炉及其炉压控制方法 |
| JP2017105650A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
| CN107385507A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-11-24 | 内蒙古中环光伏材料有限公司 | 一种单晶硅拉晶用装置及应用该装置的方法 |
-
2018
- 2018-04-13 CN CN201810332692.8A patent/CN108330538A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09142997A (ja) * | 1995-11-21 | 1997-06-03 | Hitachi Cable Ltd | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 |
| CN202090099U (zh) * | 2011-04-01 | 2011-12-28 | 上海三晶新能源设备有限公司 | 单晶炉氩气流量控制装置 |
| CN102912424A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-02-06 | 浙江大学 | 提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法及得到的单晶硅 |
| CN105180644A (zh) * | 2015-09-24 | 2015-12-23 | 中冶南方（武汉）自动化有限公司 | 马弗炉及其炉压控制方法 |
| JP2017105650A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
| CN107385507A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-11-24 | 内蒙古中环光伏材料有限公司 | 一种单晶硅拉晶用装置及应用该装置的方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109695056A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-30 | 内蒙古中环光伏材料有限公司 | 一种氮气拉晶用管路及掺氮单晶拉制工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5901758A (en) | Method of filling gas containers | |
| CN103395745B (zh) | 防止氯化氢气体过氯的联锁信号系统及方法 | |
| CN108330538A (zh) | 一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘及方法 | |
| CN208667903U (zh) | 一种用于单晶硅拉制过程的氮气控制配盘 | |
| CN208776837U (zh) | 气相沉积炉配气系统 | |
| CN101992035A (zh) | 自动氮氢配气方法 | |
| CN104503509A (zh) | 一种感应炉水温恒定自动控制系统及方法 | |
| CN109695056A (zh) | 一种氮气拉晶用管路及掺氮单晶拉制工艺 | |
| CN104073624B (zh) | 一种立式连续退火炉炉膛压力控制方法 | |
| CN202090099U (zh) | 单晶炉氩气流量控制装置 | |
| CN103320569B (zh) | 一种电炉用氧压力调节装置的调节方法 | |
| CN209989501U (zh) | 一种氮气拉晶用管路 | |
| CN208366394U (zh) | 一种用于元素分析仪的气阻流量调节装置 | |
| CN215828919U (zh) | 一种自动通气系统 | |
| CN106287846A (zh) | 燃气灶及其控制方法 | |
| CN108504816A (zh) | 转炉顶吹吹炼过程中吹氧的控制方法 | |
| CN208860744U (zh) | 一种用于icp发射光谱仪用气体控制装置 | |
| CN220952188U (zh) | 一种供气配盘 | |
| CN219245984U (zh) | 一种喷磨试验仪气压调节装置 | |
| CN104671640B (zh) | 行列机芯子气路控制系统 | |
| CN217026013U (zh) | 一种底吹氧精炼硅铁气体自动控制装置 | |
| CN104152610B (zh) | 一种高炉富氧全智能调节方法 | |
| CN202936439U (zh) | 用于炼钢吹炼气体控制的智能化一体式气控装置 | |
| CN202733435U (zh) | 一种制氧供给炼钢系统氧气限速装置 | |
| CN106012025A (zh) | 一种扩散炉气体浓度及扩散方式的自动控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180727 |