CN112853478A - 晶体等径生长控制方法及晶体等径生长控制装置 - Google Patents

晶体等径生长控制方法及晶体等径生长控制装置 Download PDF

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沈福哲
金珍根
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    • 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
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Abstract

本发明涉及一种晶体等径生长控制方法，包括：S1：设置等径过程中晶体生长的参数，其中，晶体生长的参数包括晶体直径；S2：获取预设时间段内的晶棒的平均生长拉速，所述预设时间段包括当前时间点之前的第一子预设时间段和当前时间点之后的第二子预设时间段；S3：将步骤S2中获得的所述平均生长拉速与当前时间点的预设目标拉速进行对比，并输出对比结果；S4：根据所述对比结果控制晶棒生长温度。本发明还涉及一种晶体等径生长控制装置。

Description

晶体等径生长控制方法及晶体等径生长控制装置
技术领域
本发明涉及硅产品制作技术领域，尤其涉及一种晶体等径生长控制方法及晶体等径生长控制装置。
背景技术
等径过程是长晶过程中极为关键的工艺过程，也是保证晶体品质良率的关键。由于等径过程时间较长，且与单晶品质的关系较为直接，该过程如果直接进行手动操作的话，会产生大量的人工成本，且很难保证不同批次产品品质的稳定性；且实际长晶过程中由于热场使用时间、引晶温度、加热器寿命等在每次长晶的时候会存在一些差别，通过引入自动生长控制系统，可使得该操作过程能够更加自主、稳定、高效的进行；等径过程一般是预先设定好的直径、拉速以及温度补偿，由配套自动长晶控制系统对实际长晶过程中的各项参数进行反馈调节，以使得实际参数与设定参数尽可能一致，以保证产品品质的稳定性，但是，相关技术中，是通过当前时间点之前的预设时间段内的平均生长拉速与当前时间点的设定拉速进行对比，并根据对比结果来控制即将要拉出的晶棒的生长参数(例如温度)，输出结果具有一定的滞后性，且工艺过程中实际拉速波动较大，其均值通常会与设定值之间的差值很大，该对比结果会导致系统反馈调节的波动性增大，影响了晶棒生长的稳定性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种晶体等径生长控制方法及晶体等径生长控制装置，解决晶棒等径生长过程中不稳定的问题。
为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：一种晶体等径生长控制方法，包括：
S1：设置等径过程中晶体生长的参数，其中，晶体生长的参数包括晶体直径；
S2：获取预设时间段内的晶棒的平均生长拉速，所述预设时间段包括当前时间点之前的第一子预设时间段和当前时间点之后的第二子预设时间段；
S3：将步骤S2中获得的所述平均生长拉速与当前时间点的预设目标拉速进行对比，并输出对比结果；
S4：根据所述对比结果控制晶棒生长温度。
可选的，步骤S2具体包括：
S21：获得所述第一子预设时间段内，已经拉出的晶棒的生长拉速的第一总和值；
S22：获得所述第二子预设时间段内，预将拉出的晶棒的预设拉速的第二总和值；
S4：通过所述第一总和值和所述第二总和值获取所述预设时间段内的晶棒的平均生长拉速。
可选的，步骤S21具体包括：
获取所述第一子预设时间段内的直径；
根据所述直径，通过PID算法获得所述第一总和值。
可选的，所述第一子预设时间段的时长等于所述第二子预设时间段的时长。
本发明实施例还提供一种晶体等径生长控制装置，用于实现上述的晶体等径生长控制方法，包括：
设置单元，用于设置等径过程中晶体生长的参数；
平均生长拉速获取模块，用于获取包括当前时间点的预设时间段内的晶棒的平均生长拉速，所述预设时间段包括当前时间点之前的第一子预设时间段和当前时间点之后的第二子预设时间段；
比较模块，用于将所述平均生长拉速与当前时间点的预设目标拉速进行对比，并输出对比结果；
控制模块，用于根据所述对比结果控制晶棒生长温度。
可选的，所述平均生长拉速获取单元包括：
第一获取单元，用于获得所述第一子预设时间段内，已经拉出的晶棒的生长拉速的第一总和值；
第一获取单元，用于获得所述第二子预设时间段内，预将拉出的晶棒的预设拉速的第二总和值；
第三获取单元，用于通过所述第一总和值和所述第二总和值获取所述预设时间段内的晶棒的平均生长拉速。
可选的，所述第一获取单元包括：
第一子获取单元，用于获取所述第一子预设时间段内的直径；
第二子获取单元，用于根据所述直径，通过PID算法获得所述第一总和值。
本发明还提供一种电子设备，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如上述的方法的步骤。
本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上述的方法的步骤。
本发明的有益效果是：获取当前时间点之前的时间段与当前时间点之后的时间段的预设时间段内的晶棒的平均生长拉速，并将该平均生长拉速与当前时间点的预设生长拉速进行对比，根据该对比结果来控制晶体生长温度等生长参数，提高了晶体生长的稳定性。
附图说明
图1表示本发明实施例中晶棒等径生长控制方法流程示意图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本实施例提供一种晶体等径生长控制方法，包括：
S1：设置等径过程中晶体生长的参数，其中，晶体生长的参数包括晶体直径；
S2：获取预设时间段内的晶棒的平均生长拉速，所述预设时间段包括当前时间点之前的第一子预设时间段和当前时间点之后的第二子预设时间段；
S3：将步骤S2中获得的所述平均生长拉速与当前时间点的预设目标拉速进行对比，并输出对比结果；
S4：根据所述对比结果控制晶棒生长温度。
本实施例中，在计算平均生长拉速时，加入了当前时间点之后的第二子预设时间段内的预设拉速，即获取当前时间点之前的时间段与当前时间点之后的时间段的预设时间段内的晶棒的平均生长拉速，并将该平均生长拉速与当前时间点的预设生长拉速进行对比，根据该对比结果来控制晶体生长温度等生长参数，提高了晶体生长的稳定性。
需要说明的是，所述预设时间段的时长可根据实际需要设定，本实施例中所述预设时间段为1min-6h，但并不以此为限。
在具体实施中，所述第一子预设时间段的时长与所述第二子预设时间段的时长可以相同，也可以不同，所述第一子时间段的时间可以大于所述第二子预设时间段的时长，也可以小于所述第二子预设时间段的时长，所述第一子预设时间段的时长与所述第二子预设时间段的时长的具体比例可根据实际需要设定。
本实施例中示例性的，步骤S2具体包括：
S21：获得所述第一子预设时间段内，已经拉出的晶棒的生长拉速的第一总和值；
S22：获得所述第二子预设时间段内，预将拉出的晶棒的预设拉速的第二总和值；
S4：通过所述第一总和值和所述第二总和值获取所述预设时间段内的晶棒的平均生长拉速。
本实施例中示例性的，步骤S21具体包括：
获取所述第一子预设时间段内的直径；
根据所述直径，通过PID算法获得所述第一总和值。
需要说明的是，获取所述第一子预设时间段内的直径，一般是实时测量获得的，实时获取在所述第一子预设时间段内的晶棒的所有直径值，然后通过PID算法获得所述第一总和值。
需要说明的是，通过PID算法获取一段时间内的晶棒的直径总和，是常规算法，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种晶体等径生长控制装置，用于实现上述的晶体等径生长控制方法，包括：
设置单元，用于设置等径过程中晶体生长的参数；
平均生长拉速获取模块，用于获取包括当前时间点的预设时间段内的晶棒的平均生长拉速，所述预设时间段包括当前时间点之前的第一子预设时间段和当前时间点之后的第二子预设时间段；
比较模块，用于将所述平均生长拉速与当前时间点的预设目标拉速进行对比，并输出对比结果；
控制模块，用于根据所述对比结果控制晶棒生长温度。
可选的，所述平均生长拉速获取单元包括：
第一获取单元，用于获得所述第一子预设时间段内，已经拉出的晶棒的生长拉速的第一总和值；
第一获取单元，用于获得所述第二子预设时间段内，预将拉出的晶棒的预设拉速的第二总和值；
第三获取单元，用于通过所述第一总和值和所述第二总和值获取所述预设时间段内的晶棒的平均生长拉速。
本实施例中示例性的，所述第一获取单元包括：
第一子获取单元，用于获取所述第一子预设时间段内的直径；
第二子获取单元，用于根据所述直径，通过PID算法获得所述第一总和值。
本发明还提供一种电子设备，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如上述的方法的步骤。
本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上述的方法的步骤。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种晶体等径生长控制方法，其特征在于，包括：
S1：设置等径过程中晶体生长的参数，其中，晶体生长的参数包括晶体直径；
S2：获取预设时间段内的晶棒的平均生长拉速，所述预设时间段包括当前时间点之前的第一子预设时间段和当前时间点之后的第二子预设时间段；
S3：将步骤S2中获得的所述平均生长拉速与当前时间点的预设目标拉速进行对比，并输出对比结果；
S4：根据所述对比结果控制晶棒生长温度。
2.根据权利要求1所述的晶体等径生长控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
S21：获得所述第一子预设时间段内，已经拉出的晶棒的生长拉速的第一总和值；
S22：获得所述第二子预设时间段内，预将拉出的晶棒的预设拉速的第二总和值；
S4：通过所述第一总和值和所述第二总和值获取所述预设时间段内的晶棒的平均生长拉速。
3.根据权利要求2所述的晶体等径生长控制方法，其特征在于，步骤S21具体包括：
获取所述第一子预设时间段内的直径；
根据所述直径，通过PID算法获得所述第一总和值。
4.根据权利要求1所述的晶体等径生长控制方法，其特征在于，所述第一子预设时间段的时长等于所述第二子预设时间段的时长。
5.一种晶体等径生长控制装置，用于实现权利要求1-4任一项所述的晶体等径生长控制方法，其特征在于，包括：
设置单元，用于设置等径过程中晶体生长的参数；
平均生长拉速获取模块，用于获取预设时间段内的晶棒的平均生长拉速，所述预设时间段包括当前时间点之前的第一子预设时间段和当前时间点之后的第二子预设时间段；
比较模块，用于将所述平均生长拉速与当前时间点的预设目标拉速进行对比，并输出对比结果；
控制模块，用于根据所述对比结果控制晶棒生长温度。
6.根据权利要求5所述的晶体等径生长控制装置，其特征在于，所述平均生长拉速获取单元包括：
第一获取单元，用于获得所述第一子预设时间段内，已经拉出的晶棒的生长拉速的第一总和值；
第一获取单元，用于获得所述第二子预设时间段内，预将拉出的晶棒的预设拉速的第二总和值；
第三获取单元，用于通过所述第一总和值和所述第二总和值获取所述预设时间段内的晶棒的平均生长拉速。
7.根据权利要求6所述的晶体等径生长控制装置，其特征在于，所述第一获取单元包括：
第一子获取单元，用于获取所述第一子预设时间段内的直径；
第二子获取单元，用于根据所述直径，通过PID算法获得所述第一总和值。
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法的步骤。
9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法的步骤。
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