CN111005064A - 单晶硅生长用掺杂剂的控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

单晶硅生长用掺杂剂的控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN111005064A CN201911329895.2A CN201911329895A CN111005064A CN 111005064 A CN111005064 A CN 111005064A CN 201911329895 A CN201911329895 A CN 201911329895A CN 111005064 A CN111005064 A CN 111005064A
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冉瑞应
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杨东
金雪
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Abstract

本发明提供一种单晶硅生长用掺杂剂的控制方法、装置、设备及存储介质，包括：在当前单晶硅制备完成后，获取当前的工艺参数，将当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例；获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量；根据理论剩余量和目标挥发比例，确定掺杂剂的实际剩余量；获取下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，并根据掺杂剂的实际剩余量和下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，控制下次单晶硅生长用掺杂剂的实际需求量。本发明实施例通过采用预设模型，能够准确获取当前单晶硅在拉至完成后至下次填料过程中掺杂剂的挥发比例，进而更好的控制下次填料的掺杂剂的量，使得生长的下次单晶硅的电阻率符合预设的要求。

Description

单晶硅生长用掺杂剂的控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及晶体制造技术领域，尤其涉及单晶硅生长用掺杂剂的控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
直拉法生产单晶硅棒工艺中，先在坩埚中加入初始原料，进行第一根单晶硅棒的生长，在第一根单晶硅棒生长完成后，再进行下次添加原料，生长第二根单晶硅棒，循环多次，完成多根单晶硅棒的生成。
其中，制备单晶硅棒的原料包括：硅原料和掺杂剂，并且原料中掺杂剂的浓度会影响单晶硅棒的电阻率；为了保证每次生长的单晶硅棒的电阻率相同，通常在坩埚中加入初始原料之后，根据工艺要求的单晶硅棒电阻率，计算出工艺要求电阻率对应的掺杂剂量，进而核算对应的掺杂剂浓度，根据掺杂元素的分凝系数，计算出还需添加的掺杂剂量，后续经过掺杂剂的称量后，在下次填料工序中将掺杂剂和固定硅原料添加至石英坩埚中。例如：初始原料中包括：1kg硅原料和100g掺杂剂；生长第一根单晶硅棒消耗800g硅原料和80g掺杂剂；则下次添加原料包含添加800g硅原料和经过上述方式计算的掺杂剂的量，后续在三次、四次直到n次添加的原料中均包含800g硅原料和计算的掺杂剂的量，来保证生长的每根单晶硅棒的电阻率符合要求。
在实际生产过程中，一根单晶硅棒拉制完成至下次填料工序开始，需要较长时间，掺杂剂在此段时间中会产生挥发，导致一根单晶硅棒在拉至完成至下次填料之间的剩余掺杂剂的理论量与实际量存在偏差。并且通过饱和蒸气压无法计算原料在熔融状态下的掺杂剂的挥发量，剩余掺杂剂的实际量的计算不准确，最终导致下次制备的单晶硅棒的电阻率超出工艺要求范围，不符合要求。
发明内容
本发明实施例提供一种单晶硅生长用掺杂剂的控制方法、设备及存储介质，以解决现有在单晶硅生长过程中出现生长出的电阻率不符合要求的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种单晶硅生长用掺杂剂的控制方法，该方法包括：
在当前单晶硅制备完成后，获取当前的工艺参数，
将所述当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例；
获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量；
根据所述理论剩余量和所述目标挥发比例，确定所述掺杂剂的实际剩余量；
获取下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，并根据所述掺杂剂的实际剩余量和下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，控制所述下次单晶硅生长用掺杂剂的实际需求量。
可选地，所述预设模型包括预设数据库，所述将所述当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例包括：
将所述当前的工艺参数输入预设数据库中，确定所述当前的工艺参数对应的参考的工艺参数，所述参考的工艺参数与所述当前的工艺参数之间的文本距离小于预设阈值；所述预设数据库包括：多组参考的工艺参数及每组所述参考的工艺参数对应的参考挥发比例；
根据预设规则，在所述参考的工艺参数中确定目标工艺参数；
确定所述目标工艺参数对应的所述参考挥发比例为所述目标挥发比例。
可选地，所述确定所述目标工艺参数对应的所述参考挥发比例为所述目标挥发比例之后，还包括：
建立所述当前的工艺参数和所述目标挥发比例之间的对应关系；
将所述当前的工艺参数和所述目标挥发比例添加至所述预设数据库中，更新所述预设数据库。
可选地，所述将所述当前的工艺参数输入预设数据库中，确定所述当前的工艺参数对应的参考的工艺参数，所述参考的工艺参数与所述当前的工艺参数之间的文本距离小于预设阈值之前还包括：
获取多个参考单晶硅对应的掺杂剂的理论掺杂量、实际掺杂量和理论剩余量，确定各所述参考单晶硅对应的所述参考挥发比例；
获取多个所述参考单晶硅对应的参考的工艺参数；
建立所述参考的工艺参数和所述参考挥发比例的对应关系，获得所述预设数据库。
可选地，所述预设模型包括机器学习模型；所述机器学习模型由训练样本训练得到；所述训练样本包括多个所述参考的工艺参数及所述参考的工艺参数对应的参考挥发比例。
可选地，所述工艺参数包括：相邻两个单晶硅制备操作之间的单晶炉的工作功率、单晶炉的工作压力和时间间隔。
可选地，确定所述参考单晶硅对应的掺杂剂的实际掺杂量的方法如下：
获取所述参考单晶硅的测量电阻率；
根据所述测量电阻率确定所述掺杂剂的实际掺杂浓度；
根据所述实际掺杂浓度，确定所述掺杂剂的实际掺杂量。
可选地，所述获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量包括：
获取所述掺杂剂的初始量；
在所述当前单晶硅制备完成后，获取所述当前单晶硅的第一电阻率；
根据所述第一电阻率，确定所述当前单晶硅对应掺杂剂的第一掺杂量；
根据所述掺杂剂的初始量、所述第一掺杂量，确定掺杂剂的理论剩余量。
根据本发明实施例的第二方面，提供单晶硅生长的控制装置，该控制装置包括：
第一获取模块，用于在当前单晶硅制备完成后，获取当前的工艺参数，
第一确定模块，用于将所述当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例；
第二获取模块，用于获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量；
第二确定模块，用于根据所述理论剩余量和所述目标挥发比例，确定所述掺杂剂的实际剩余量；
控制模块，用于获取下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，并根据所述掺杂剂的实际剩余量和下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，控制所述下次单晶硅生长用掺杂剂的实际需求量。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种单晶硅生长用掺杂剂的的控制设备，所述单晶硅生长的控制设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条计算机指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如上述任一项所述的单晶硅生长用掺杂剂的控制方法中所执行的步骤。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条计算机指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如上述任一项所述的单晶硅生长用掺杂剂的控制方法中所执行的步骤。
本发明实施例公开一种单晶硅生长用掺杂剂的控制方法，包括：在当前单晶硅制备完成后，获取当前的工艺参数，将所述当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例；获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量；根据所述理论剩余量和所述目标挥发比例，确定所述掺杂剂的实际剩余量；获取下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，并根据所述掺杂剂的实际剩余量和下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，控制所述下次单晶硅生长用掺杂剂的实际需求量。本发明实施例通过采用预设模型，能够准确获取当前单晶硅生长完成后至下次填料过程中掺杂剂的挥发比例，进而更好的控制下次填料的掺杂剂的量，使得生长的下次单晶硅的电阻率符合预设的要求。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例提供的一种单晶硅生长用掺杂剂的控制方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种确定目标挥发比例的流程图；
图3是本发明实施例提供的一种构建数据库的步骤流程图；
图4是本发明实施例提供的一种单晶硅生长用掺杂剂的控制装置的结构图；
图5是本发明实施例提供的一种单晶硅生长用掺杂剂的控制设备的结构图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例一
本发明实施例提供一种单晶硅生长用掺杂剂的控制方法，如图1所示，该单晶硅等级生长的控制方法包括以下步骤：
步骤101，在当前单晶硅制备完成后，获取当前的工艺参数。
在本发明的实施例中，所述工艺参数包括：相邻两个单晶硅制备操作之间的单晶炉的工作功率、单晶炉的工作压力和时间间隔。当前的工艺参数包括：当前单晶硅生长完成后至下次填料之间的单晶炉的工作功率、当前单晶硅生长完成后至下次填料之间的单晶炉的工作压力和当前单晶硅生长完成后至下次填料之间的时间间隔。
在本发明实施例中，在当前单晶硅制备完成后至下次填料之间这段时间内，单晶炉的工作功率和工作压力是固定不变的。
在本发明实施例中，单晶硅是在单晶炉中进行生长，在当前单晶硅制备完成后，需继续制备后续的单晶硅，如第二单晶硅、第三单晶硅至第N单晶硅。其中，在当前单晶硅制备完成后，需在单晶炉中下次填料即添加硅原料和掺杂剂进行下次单晶硅即第二单晶硅的生长，在当前单晶硅制备完成后至下次填料之间，单晶炉保持一定的工作功率和工作压力，当前的工艺参数是指在当前单晶硅制备完成后至下次填料之间，单晶炉的工作功率和工作压力。
步骤102，将所述当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例。
在本发明实施例中，掺杂剂的挥发是指在当前单晶硅制备完成后至下次填料之间掺杂剂的挥发。
其中，在当前单晶硅制备完成后，单晶炉中的坩埚中还具有剩余的硅原料和掺杂剂，这部分剩余的掺杂剂发生挥发，掺杂剂的目标挥发比例是当前单晶硅制备完成后至下次填料之间这段时间，坩埚中剩余掺杂剂的挥发比例。
在本发明实施例中，掺杂剂在当前单晶硅制备完成后至下次填料之间的挥发比例，受这段时间单晶炉的工作功率、工作压力及这段时间间隔的时间长度的影响。因此，在本发明实施例中，可以根据工艺参数和挥发比例建立一预设模型，在下次填料时，可以使用预设模型，先确定剩余掺杂剂的目标挥发比例。
在本发明实施例中，在单晶硅在生长过程中，由于熔融的硅原料和掺杂剂液体上具有拉至成型的单晶硅，因此可以将单晶硅正在生长过程中掺杂剂的挥发量忽略不计。
在本发明实施例中，所述预设模型包括预设数据库，参照图2，则步骤102包括步骤：
S1，将所述当前的工艺参数输入预设数据库中，确定所述当前的工艺参数对应的参考的工艺参数，所述参考的工艺参数与所述当前的工艺参数之间的文本距离小于预设阈值；所述预设数据库包括：多组参考的工艺参数及每组所述参考的工艺参数对应的参考挥发比例。
在本发明实施例中，预设数据库是根据多个历史实际数据建立的，如表一；其中，每一组参考的工艺参数(工作功率、工作压力和相邻两个单晶硅制备操作之间的时间间隔)对应一参考挥发比例。
Figure BDA0002329297620000061
表一
在本发明实施例中，当当前的工艺参数为表二时；则采用公式(1)计算当前的工艺参数和各组参考的工艺参数之间的文本距离Ln；其中，PX、TX和VX为当前的工艺参数，PN、TN和VN为参考的工艺参数。
Figure BDA0002329297620000071
在本发明实施例中，通过公式(1)计算可获取到n个文本距离Ln。例如，
Figure BDA0002329297620000072
Figure BDA0002329297620000073
Figure BDA0002329297620000074
表二
其中，对n个文本距离Ln按照从小到大的顺序进行排序，例如，当计算得到的L1＜L3＜L4＜L2，参照表三；在表三中，每个文本距离Ln对应有一组参考的工艺参数，每一组参考的工艺参数对应一参数挥发比例，因此每个文本距离对应有参数挥发比例。
序号 文本距离 参考的工艺参数 参考挥发比例
1 L1 P1，V1，T1 A
2 L3 P3，V3，T3 C
3 L4 P4，V4，T4 D
4 L2 P2，V2，T2 B
...... ...... ......
表三
在本发明实施例中，阈值可以根据实际情况设定，如单晶硅的电阻率误差要求不是很严格时，可以选取阈值较大，如果单晶硅的电阻率误差要求严格时，选取阈值较小。
其中，L1-L3都小于阈值时，则在参考挥发比例中选取A、C、D。
S2，根据预设规则，在所述参考的工艺参数中确定目标工艺参数。
在本发明实施例中，预设规则包括：选择最小的文本距离对应的参考的工艺参数作为目标工艺参数，例如，选择文本距离L1对应的参考的工艺参数作为目标工艺参数；或者，在文本距离小于阈值的范围里选择中间排序的文本距离对应的参考的工艺参数确定为目标工艺参数，如选取文本距离L2对应参考工艺参数为目标工艺参数；或者，选择选择小于阈值的所有文本距离对应的所有的工艺参数都作为目标工艺参数，如选取文本距离L1、L2和L3对应的参考工艺参数都作为目标工艺参数。
在本发明实施例中，预设规则还可以根据实际情况设置为其他规则，在此不加以限定。
S3，确定所述目标工艺参数对应的所述参考挥发比例为所述目标挥发比例。
在本发明实施例中，当确定的目标工艺参数为一组时，如上述只选取L1或L2对应的参考工艺参数为目标工艺参数时，则将该目标工艺参数对应的参考挥发比例作为目标挥发比例；当确定的目标工艺参数为多组时，如上述选取了L1、L2和L3对应的参考工艺参数为目标工艺参数时，则将这三组目标工艺参数对应的参考挥发比例的平均值作为目标挥发比例。
步骤S3之后，还包括：
建立所述当前的工艺参数和所述目标挥发比例之间的对应关系；将所述当前的工艺参数和所述目标挥发比例添加至所述预设数据库中，更新所述预设数据库。
在本发明实施例中，上述确定的目标挥发比例是应用于当前的工艺参数，因此，可以建立当前的工艺参数和目标挥发比例之间的对应关系。然后将该当前的工艺参数和目标挥发比例添加至预设数据库中，以扩大预设数据库的数据量，待下次确定目标挥发比例时，使用该更新后的预设数据库。
在本发明实施例中，是通过实际制备过程来构建预设数据库。
步骤S1之前，参照图3，还包括：
C1，获取多个参考单晶硅对应的掺杂剂的理论掺杂量、实际掺杂量和理论剩余量，确定各所述参考单晶硅对应的所述参考挥发比例。
在本发明实施例中，在单晶硅A生长完成后，记录此时的工作功率、电压和单晶硅A生长结束后至下次填料之间的时间，然后下次填料完成后，进行下次单晶硅的生长。
其中，参考单晶硅是指单晶硅B；参考单晶硅对应的掺杂剂的理论掺杂量是指下次填料时在坩埚中添加的掺杂剂的量；掺杂剂的实际掺杂量是指参考单晶硅在制备完成后，参考单晶硅中实际存在的掺杂剂的量；理论剩余量，是指参考单晶硅在拉至前即单晶硅A在生长完成后，坩埚里理论剩余的掺杂剂的量。
在本发明实施例中，参考挥发比例＝(理论掺杂量-实际掺杂量)/理论剩余量*100％。
例如，单晶炉设定需拉至掺杂剂含量为80g的多根单晶硅，最初在单晶炉中添加硅原料和100g掺杂剂，然后生长单晶硅A，单晶硅A消耗掉80g掺杂剂，则坩埚中掺杂剂的理论剩余量应是20g，然后在坩埚中下次填料加入80g掺杂剂，生长单晶硅B，生长完单晶硅B后，单晶硅B的理论掺杂量也是80g，但是经过实际计算，测量的单晶硅B的实际掺杂量只有78g，可见，有2g的掺杂剂发生了挥发，因此，按照上述公式得出，参考挥发比例为2/20＝10％。则单晶硅B的参考挥发比例为10％。
在本发明实施例中，确定所述参考单晶硅对应的掺杂剂的实际掺杂量的方法如下：
获取所述参考单晶硅的测量电阻率；根据所述测量电阻率确定所述掺杂剂的实际掺杂浓度；根据所述实际掺杂浓度，确定所述掺杂剂的实际掺杂量。
其中，参考单晶硅的测量电阻率可以根据测量工具测量得到。当测量电阻率获取到后，其中，当掺杂剂为硼时，可根据公式(2)计算参考单晶硅的实际掺杂浓度，当掺杂剂为磷时，可根据公式(3)计算参考单晶硅的实际掺杂浓度。
Figure BDA0002329297620000101
其中，N1为硼掺杂剂的浓度，单位为，cm-3；ρ1为测量电阻率，单位为Ω.cm。
Figure BDA0002329297620000102
其中，N2为磷掺杂剂的浓度，单位为，cm-3；ρ2为测量电阻率，单位为Ω.cm。X＝log10ρ2，A0＝-3.1083，A1＝-3.2626，A3＝-0.13923，B1＝1.0265，B2＝0.38755，B3＝0.041833。
在本发明实施例中，根据公式(2)或(3)计算出掺杂剂的浓度后，采用预设公式(4)计算掺杂剂的实际掺杂量。
m＝(K0×W×CL-CT×W)÷(CT-ρ×K0) (4)
其中，m：掺杂剂的实际掺杂量，单位为g；W：硅原料的重量，单位为g；K0：掺杂剂的分凝系数；CL：原料电阻率对应的掺杂剂的浓度，单位为atom/cm3；CT：晶体头部电阻率对应的杂质浓度，单位为atom/cm3；ρ：掺杂剂的实际掺杂浓度，单位为atom/cm3。
在本发明实施例中，硅原料的重量W可根据下次填料中加入的硅原料的重量获得，掺杂剂的分凝系数K0可通过数据表查询获得；原料电阻率对应的掺杂剂的浓度CL晶体头部电阻率对应的杂质浓度CT可通过数据表查询获取。
C2，获取多个所述参考单晶硅对应的参考的工艺参数。
在本发明实施例中，参考单晶硅对应的参考的工艺参数是指下次填料过程中的工艺参数，如参考单晶硅为单晶硅B时，参考的工艺参数是指在单晶硅A生长完成后至在下次填料之间的工艺参数，如工作功率、工作电压和相邻两个单晶硅制备操作之间的时间间隔。
C3，建立所述参考的工艺参数和所述参考挥发比例的对应关系，获得所述预设数据库。
在本发明实施例中，根据上述多次生长和多次计算，获得多根参考单晶硅对应的参考的工艺参数和参考挥发比例，建立参考的工艺参数和参考挥发比例的对应关系，获取到如表一所示的预设数据库。
在本发明实施例中，另一可选的，所述预设模型包括机器学习模型；所述机器学习模型由训练样本训练得到；所述训练样本包括多个所述参考的工艺参数及所述参考的工艺参数对应的参考挥发比例。
其中，在本发明实施例中，也可以将上述得到的参考的工艺参数和参考挥发比例作为训练样本输入机器学习模型，训练预设模型。其中，参考的工艺参数作为输入样本，参考挥发比例作为输出样本。则在使用预设模型时，可以直接将当前的工艺参数输入预设模型，得到目标挥发比例。
在本发明实施例中，当使用目标挥发比例，制备第二单晶硅后，可以继续采用上述方式计算出第二单晶硅中的掺杂剂的实际掺杂量，根据实际掺杂量计算实际的挥发量，来修正模型；其中，采用预设模型重新应用的实际中，根据实际得到的参数修正预设模型，在此不再赘述。
步骤103，获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量。
在本发明实施例中，当前单晶硅在制备过程中掺杂剂的挥发量极少，可以忽略不计。
具体的，步骤103，包括：获取所述掺杂剂的初始量；在所述当前单晶硅制备完成后，获取所述当前单晶硅的第一电阻率；根据所述第一电阻率，确定所述当前单晶硅对应掺杂剂的第一掺杂量；根据所述掺杂剂的初始量、所述第一掺杂量，确定掺杂剂的理论剩余量。
在本发明实施例中，掺杂剂的初始量是指在当前单晶硅生长之前在坩埚中添加的掺杂剂的量，在当前单晶硅生长结束后，当前单晶硅消耗掉一部分掺杂剂，在坩埚中还剩余一部分掺杂剂。
其中，当前单晶硅的第一电阻率可以测量获取，当获取到第一电阻率后可根据上述公式(2)、(3)和(4)确定当前单晶硅中掺杂剂的第一掺杂量。使用掺杂剂的初始量减去第一掺杂量为当前单晶硅制备完成后的理论剩余量。例如，在当前单晶硅制备前，加入的掺杂剂的初始量为100g，制备当前单晶硅消耗掉80g掺杂剂，则掺杂剂的理论剩余量为20g。
步骤104，根据所述理论剩余量和所述目标挥发比例，确定所述掺杂剂的实际剩余量。
在本发明实施例中，目标挥发比例是指当前单晶硅在生长结束后，坩埚中剩余的掺杂剂的挥发比例。
具体的，步骤104，包括：根据所述掺杂剂的理论剩余量和所述目标挥发比例，确定所述掺杂剂的目标挥发量；根据所述掺杂剂的理论剩余量和所述目标挥发量，确定所述掺杂剂的实际剩余量。
其中，掺杂剂的实际剩余量＝理论剩余量-(理论剩余量*目标挥发比例)。
例如，理论剩余量为20g，目标挥发比例为10％，则掺杂剂的实际剩余量为18g。
步骤105，获取下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，并根据所述掺杂剂的实际剩余量和下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，控制所述下次单晶硅生长用掺杂剂的实际需求量。
在本发明实施例中，下次单晶硅生长用掺杂剂理论需求量是指生长第二单晶硅所需的掺杂剂的量，在下次填料中，是根据掺杂剂的实际剩余量进行添加，下次填料时，坩埚中实际剩余的掺杂剂量为18g，如第二单晶硅中依旧要求含有80g掺杂剂，则下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量为80g，下次单晶硅用掺杂剂的实际需求量是指在下次填料中实际需要添加的掺杂剂，则在下次填料中实际需要添加的掺杂剂为82g，当控制第二单晶硅生长完成后，坩埚里依旧剩余20g掺杂剂，在第二单晶硅生长完成后至三次填料的时间间隔内，掺杂剂继续发生挥发，可以根据上述步骤101-105，继续计算三次填料时添加的掺杂剂的量，如此循环，以保证每根单晶硅的质量符合要求。
在本发明实施例中，在获取下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，是根据需要制备的下次单晶硅的电阻率确定，根据下次单晶硅的电阻率确定下次单晶硅用的掺杂剂的浓度，根据下次单晶硅用的掺杂剂的浓度，计算出下次单晶硅用的硅原料和掺杂剂的理论需求量，具体可根据公式(2)-(4)进行计算，在此不再赘述。在下次填料中，除了添加掺杂剂还需要添加对应的硅原料。
在本发明实施例中，硅原料在整个制备过程中发生的挥发可忽略不计。
在本发明实施例中，在当前单晶硅生长完成后，坩埚中剩有硅原料，在下次填料中，添加有硅原料。
在本发明实施例中，采用坩埚中剩余的原料和下次添加的原料继续生长下次单晶硅，可以使生长的下次单晶硅的电阻率更加符合要求。
在本发明实施例中，还包括：根据掺杂剂的实际剩余量和坩埚中剩余的硅原料，计算剩余原料中掺杂剂的浓度；根据剩余原料中的掺杂剂的浓度计算剩余原料中的电阻率值，获取需要制备的下次单晶硅的电阻率，根据剩余原料中的电阻率和下次单晶硅的电阻率，确定下次填料中添加的硅原料和掺杂剂的量，以保证生产的下次单晶硅的电阻率符合需要。
在本发明实施例中，剩余原料的电阻率采用公式(5)或(6)计算，其中，掺杂剂为硼时，采用公式(5)计算剩余原料的电阻率；掺杂剂为磷时，采用公式(6)计算剩余原料的电阻率。
Figure BDA0002329297620000131
其中，N3为硼掺杂剂的浓度，单位为，cm-3；ρ3为测量电阻率，单位为Ω.cm。
Figure BDA0002329297620000132
其中，N4为磷掺杂剂的浓度，单位为，cm-3；ρ4为测量电阻率，单位为Ω.cm。Y＝(log10N4)-16，A1 0＝-3.0769，A1 1＝2.2108，A1 2＝-0.62272，A1 3＝0.057501，,B1 1＝-0.68157，B1 2＝0.19833，B1 3＝-0.018376。
本发明实施例公开一种单晶硅生长用掺杂剂的控制方法，包括：在当前单晶硅制备完成后，获取当前的工艺参数，将所述当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例；获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量；根据所述理论剩余量和所述目标挥发比例，确定所述掺杂剂的实际剩余量；获取下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，并根据所述掺杂剂的实际剩余量和下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，控制所述下次单晶硅生长用掺杂剂的实际需求量。本发明实施例通过采用预设模型，能够准确获取当前单晶硅在拉至完成后至下次填料过程中掺杂剂的挥发比例，进而更好的控制下次填料的掺杂剂的量，使得生长的下次单晶硅的电阻率符合预设的要求。
实施例二
基于上述图1对应的实施例中所描述的单晶硅生长控制方法，下述为本发明装置实施例，参照图4，可以用于执行本发明方法实施例。
本发明实施例提供一种单晶硅生长用掺杂剂的的控制装置，如图2所示，该控制装置包括：
第一获取模块201，用于在当前单晶硅制备完成后，获取当前的工艺参数；
第一确定模块202，用于将所述当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例；
第二获取模块203，用于获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量；
第二确定模块204，用于根据所述理论剩余量和所述目标挥发比例，确定所述掺杂剂的实际剩余量；
控制模块205，用于获取下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，并根据所述掺杂剂的实际剩余量和下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，控制所述下次单晶硅生长用掺杂剂的实际需求量。
本发明实施例公开一种单晶硅生长用掺杂剂的的控制装置，包括：第一获取模块用于在当前单晶硅制备完成后，获取当前的工艺参数；第一确定模块用于将所述当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例；第二获取模块，用于获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量；第二确定模块，用于根据所述理论剩余量和所述目标挥发比例，确定所述掺杂剂的实际剩余量；控制模块，用于获取下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，并根据所述掺杂剂的实际剩余量和下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，控制所述下次单晶硅生长用掺杂剂的实际需求量。本发明实施例通过采用预设模型，能够准确获取当前单晶硅在拉至完成后至下次填料过程中掺杂剂的挥发比例，进而更好的控制下次填料的掺杂剂的量，使得生长的下次单晶硅的电阻率符合预设的要求。
本发明实施例还提供了一种单晶硅生长用掺杂剂的的控制设备，参照图5，该单晶硅生长的控制设备包括接收器301、发射器302、存储器303和处理器304，该发射器302和存储器303分别与处理器304连接，存储器303中存储有至少一条计算机指令，处理器304用于加载并执行至少一条计算机指令，以实现上述图1对应的实施例中所描述的单晶硅生长用掺杂剂的控制方法。
基于上述图1对应的实施例中所描述的单晶硅生长用掺杂剂的控制方法，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是只读存储器(英文：Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(英文：RandomAccess Memory，RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储装置等。该存储介质上存储有至少一条计算机指令，用于执行上述图1对应的实施例中所描述的单晶硅生长用掺杂剂的控制方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

Claims (11)

1.一种单晶硅生长用掺杂剂的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
在当前单晶硅制备完成后，获取当前的工艺参数，
将所述当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例；
获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量；
根据所述理论剩余量和所述目标挥发比例，确定所述掺杂剂的实际剩余量；
获取下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，并根据所述掺杂剂的实际剩余量和下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，控制所述下次单晶硅生长用掺杂剂的实际需求量。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设模型包括预设数据库，所述将所述当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例包括：
将所述当前的工艺参数输入预设数据库中，确定所述当前的工艺参数对应的参考的工艺参数，所述参考的工艺参数与所述当前的工艺参数之间的文本距离小于预设阈值；所述预设数据库包括：多组参考的工艺参数及每组所述参考的工艺参数对应的参考挥发比例；
根据预设规则，在所述参考的工艺参数中确定目标工艺参数；
确定所述目标工艺参数对应的所述参考挥发比例为所述目标挥发比例。
3.根据权利要求2所述控制方法，其特征在于，所述确定所述目标工艺参数对应的所述参考挥发比例为所述目标挥发比例之后，还包括：
建立所述当前的工艺参数和所述目标挥发比例之间的对应关系；
将所述当前的工艺参数和所述目标挥发比例添加至所述预设数据库中。
4.根据权利要求2所述控制方法，其特征在于，所述将所述当前的工艺参数输入预设数据库中，确定所述当前的工艺参数对应的参考的工艺参数，所述参考的工艺参数与所述当前的工艺参数之间的文本距离小于预设阈值之前还包括：
获取多个参考单晶硅对应的掺杂剂的理论掺杂量、实际掺杂量和理论剩余量，确定各所述参考单晶硅对应的所述参考挥发比例；
获取多个所述参考单晶硅对应的参考的工艺参数；
建立所述参考的工艺参数和所述参考挥发比例的对应关系，获得所述预设数据库。
5.根据权利要求2所述控制方法，其特征在于，所述预设模型包括机器学习模型；所述机器学习模型由训练样本训练得到；所述训练样本包括多组所述参考的工艺参数及所述参考的工艺参数对应的参考挥发比例。
6.根据权利要求1至5任意一项所述控制方法，其特征在于，所述工艺参数包括：相邻两个单晶硅制备操作之间的单晶炉的工作功率、单晶炉的工作压力和时间间隔。
7.根据权利要求4所述控制方法，其特征在于，确定所述参考单晶硅对应的掺杂剂的实际掺杂量的方法如下：
获取所述参考单晶硅的测量电阻率；
根据所述测量电阻率确定所述掺杂剂的实际掺杂浓度；
根据所述实际掺杂浓度，确定所述掺杂剂的实际掺杂量。
8.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量包括：
获取所述掺杂剂的初始量；
在所述当前单晶硅制备完成后，获取所述当前单晶硅的第一电阻率；
根据所述第一电阻率，确定所述当前单晶硅对应掺杂剂的第一掺杂量；
根据所述掺杂剂的初始量、所述第一掺杂量，确定掺杂剂的理论剩余量。
9.一种单晶硅生长用掺杂剂的的控制装置，其特征在于，
第一获取模块，用于在当前单晶硅制备完成后，获取当前的工艺参数，
第一确定模块，用于将所述当前的工艺参数输入预设模型中，确定掺杂剂的目标挥发比例；
第二获取模块，用于获取在当前单晶硅制备完成后的掺杂剂的理论剩余量；
第二确定模块，用于根据所述理论剩余量和所述目标挥发比例，确定所述掺杂剂的实际剩余量；
控制模块，获取下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，并根据所述掺杂剂的实际剩余量和下次单晶硅生长用掺杂剂的理论需求量，控制所述下次单晶硅生长用掺杂剂的实际需求量。
10.一种单晶硅生长用掺杂剂的的控制设备，其特征在于，所述单晶硅生长的控制设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条计算机指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现权利要求1至权利要求8任一项所述的单晶硅生长用掺杂剂的控制方法中所执行的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条计算机指令，所述指令由处理器加载并执行以实现权利要求1至权利要求8任一项所述的单晶硅生长用掺杂剂的控制方法中所执行的步骤。
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