CN115928191A - 拉晶方法和晶体生长装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拉晶方法和晶体生长装置，所述拉晶方法包括：根据籽晶的预设晶转频率范围确定籽晶绳的共振长度的区间S，所述籽晶绳的共振长度为使籽晶的共振频率符合所述晶转频率范围的所述籽晶绳的长度；控制所述籽晶绳以固定的悬吊长度L提拉并旋转所述籽晶，生长出晶棒，其中，L>0且

根据本发明的拉晶方法，通过控制籽晶绳的悬吊长度

可以使共振晶转不在预设晶转频率范围，进而可以避免共振而引发晶棒晃动，从而可以提高晶棒的生长质量。同时，采用固定的悬吊长度可以精确控制共振频率不在晶转频率范围内，进而可以更准确的避免共振而引发的晃动。

Description

拉晶方法和晶体生长装置

技术领域

本发明涉及单晶炉技术领域，尤其是涉及一种拉晶方法和晶体生长装置。

背景技术

直拉法(CZ法)是制备硅晶体的主要方法之一，直拉法需要将籽晶(seed)与熔化的硅熔汤接触后，提拉并使籽晶和硅熔汤发生相对旋转，使硅熔汤中的硅原子随着籽晶的提拉与旋转结晶进而长成晶棒(ingot)。根据籽晶提拉机构的不同，直拉法分为硬轴提拉和软轴提拉。硬轴提拉机构采用丝杠作为籽晶轴，通过丝杠螺纹传动实现籽晶的提拉与旋转。硬轴提拉机构的优点在于传动稳定不会发生明显的晃动，缺点在于硬轴提拉机构比较复杂，所需要的籽晶轴长度比较长，进而导致整个长晶设备很高，占用空间。软轴提拉采用籽晶绳提拉籽晶，籽晶绳被卷绕机构卷绕且卷绕机构整体转动，带动籽晶绳旋转上升。软轴提拉机构的优点在于，籽晶绳可以卷绕，不会占用空间。缺点在于籽晶绳在提拉过程中旋转，在某些籽晶转速范围内会产生共振，使籽晶或者晶棒发生晃动，造成长出的晶棒出现扭曲，影响晶体生长质量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种拉晶方法，所述拉晶方法可以避免共振而引发晶棒晃动，从而可以提高晶棒的生长质量。

本发明还提出一种晶体生长装置。

根据本发明第一方面的拉晶方法，包括：

根据籽晶的预设晶转频率范围确定籽晶绳的共振长度的区间S，籽晶绳的共振长度为使籽晶的共振频率符合晶转频率范围的籽晶绳的长度；控制籽晶绳以固定的悬吊长度L提拉并旋转籽晶，生长出晶棒，其中，L>0且

根据本发明的拉晶方法，通过控制籽晶绳的悬吊长度

可以使共振晶转不在晶转频率范围，进而可以避免共振而引发晶棒晃动，从而可以提高晶棒的生长质量；同时，采用固定的悬吊长度可以精确控制共振频率不在晶转频率范围内，进而可以更准确的避免共振而引发的晃动。

根据本发明的一些实施例，根据预设晶转范围确定所述籽晶绳的共振长度区间S：

其中，l_max为晶棒生长的最大长度,l_min为晶棒生长的最小长度为0；f₁为所述晶转频率范围的下限值，f₂为所述晶转频率范围的上限值；g为重力加速度。

根据本发明的一些实施例，所述晶转频率范围预设转速为13r/min-24r/min，所述晶棒生长的最大长度l_max为2m。

根据本发明的一些实施例，控制所述籽晶绳以固定的悬吊长度提拉并旋转所述籽晶，生长出晶棒，包括：控制提升机构驱动所述籽晶绳以固定的悬吊长度带动所述籽晶按照预设拉速上升，且控制旋转机构驱动所述籽晶绳带动所述籽晶按照所述晶转频率范围内的任一晶转频率自转。

根据本发明第二方面的晶体生长装置，包括：副室；炉盖，所述炉盖设于所述副室的顶部；籽晶绳，所述籽晶绳设于所述副室的内侧，所述籽晶绳的上端与所述炉盖相连，所述籽晶绳的下端用于固定籽晶，所述籽晶绳的悬吊长度

其中，S为根据所述的预设晶转频率范围确定的所述籽晶绳的共振长度区间；旋转机构，所述旋转机构设置于所述炉盖上且与所述籽晶绳连接，所述籽晶在所述旋转机构的驱动下按照所述晶转频率范围自转；提升机构，所述提升机构与所述旋转机构连接，所述提升机构驱动所述旋转机构升降。

根据本发明的晶体生长装置，通过使用悬吊长度不在共振长度范围内的籽晶绳，可以使共振晶转不在预设晶转频率范围，进而可以避免共振而引发晶棒晃动，提高晶棒的生长质量，同时可以增加晶体生长装置的市场竞争性；同时，通过设置旋转机构和提升机构，可以为晶棒的生长提供必要的转速、拉速及生长空间，进而可以实现晶棒的正常生长。

根据本发明的一些实施例，晶体生长装置还包括：固定架，所述固定架的一端与所述炉盖相连且另一端伸入所述副室内，所述籽晶绳的上端固定于所述固定架上。

根据本发明的一些实施例，所述固定架相对于所述炉盖沿上下可移动。

根据本发明的一些实施例，所述副室与所述提升机构连接，所述提升机构驱动所述副室高度可调，以带动所述旋转机构上下移动。

根据本发明的一些实施例，所述副室包括：多个炉体件，所述炉体件为环形，多个所述炉体件沿径向由内向外依次套设；所述提升机构与至少一个所述炉体件相连用于驱动所述炉体件上下移动。

根据本发明的一些实施例，多个所述炉体件包括：固定环和至少一个活动环，所述提升机构与所述活动环一一对应相连，所述固定环设在径向方向上的最内侧或最外侧，当所述炉盖在最大提拉高度时，在径向方向上，多个所述活动环在上下方向上的位置高度逐渐增加或逐渐降低。

根据本发明的一些实施例，晶体生长装置还包括：主室，所述主室内设有坩埚，所述副室设在所述主室的上侧，或，所述副室设在所述主室的径向外侧，所述炉盖封盖在所述副室的顶部。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的晶体生长装置的示意图，其中，炉体件与提升机构位于主室上侧；

图2是根据本发明实施例的晶体生长装置的示意图，其中，副室处于拉伸完成状态，固定环位于径向最内侧，晶棒生长完成，且部分位于主室；

图3是根据图2所示的晶体生长装置的示意图，其中，固定架相对炉盖向上移动，晶棒完全脱离主室；

图4是根据本发明实施例的晶体生长装置的示意图，其中，副室处于拉伸完成状态，固定环位于径向最外侧，晶棒生长完成，且部分位于主室；

图5是根据图4所示的晶体生长装置的示意图，其中，固定架相对炉盖向上移动，晶棒完全脱离主室；

图6是根据本发明实施例的晶体生长装置的示意图，其中，炉体件与提升机构设于主室外侧；

图7是根据图6的晶体生长装置的示意图，其中，炉体件向上移动，炉盖远离主室；

图8是根据图7的晶体生长装置的示意图，其中，副室拉伸完成，活动环位于径向外侧；

图9是根据图6的晶体生长装置的示意图，其中，副室拉伸完成，活动环位于径向内侧。

附图标记：

100、晶体生长装置；

10、副室；11、炉体件；12、提升机构；

20、炉盖；

30、籽晶绳；

40、固定架；

50、主室；51、坩埚；52、坩埚轴；53、加热器；54、导流筒；55、水冷套；56、保温件；561、顶部保温件；562、侧部保温件；

60、籽晶夹持件；

70、旋转机构；

200、籽晶；

300、熔汤；

400、晶棒。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在现有技术中，软轴提拉采用的是籽晶绳30提拉籽晶200，籽晶绳30一端连接于提拉驱动装置上，另一端连接籽晶200，并使籽晶200悬吊浸入坩埚51内的熔汤300中，然后驱动提拉驱动装置带动籽晶绳30旋转上升，完成长晶，进而籽晶绳30的长度在晶体生长过程中会因提拉驱动装置的不断卷曲而缩短。例如，最开始的籽晶绳30长度为M，在长晶完成后的籽晶绳30的长度则为M减去晶棒400的长度，晶棒400的长度一般为2m，即籽晶绳30的长度范围在(M-2)-之间变化。另外籽晶绳30与晶棒400均受到两个力的作用，分别是向上的拉力和旋转力，两个力的方向不同，进而会产生一个外部的驱动力频率，当驱动力频率与原有的频率相近时，便会发生共振，此时的频率便为共振频率。共振频率与共振周期为反比关系，所以可以通过共振频率计算出共振周期。

因晶棒400重量较大，且籽晶绳30下端连接有重锤，籽晶绳30为无弹性的线绳，一端固定，进而会使籽晶绳30与晶棒400发生左右晃动，即发生单摆振动。根据单摆振动周期的公式，共振周期与固定点到球心的距离有关，进而与籽晶绳30的长度和晶棒400的生长长度有关，晶棒400的生长的最大长度为定值，因此可以根据籽晶绳30的共振周期计算出籽晶绳30的共振长度区间；由于晶棒400生长的最大长度根据生产实际确定，不可调整，因此为了不发生共振，可以通过设置籽晶绳30的悬吊长度不在共振长度区间范围内，即可防止共振。

基于此，本发明第一方面提出一种拉晶方法。

根据本发明第一方面实施例的拉晶方法包括：根据籽晶200的预设晶转频率范围确定籽晶绳的共振长度的区间S，籽晶绳30的共振长度为使籽晶200的共振频率符合晶转频率范围的籽晶绳30的长度；控制籽晶绳30以固定的悬吊长度L提拉并旋转籽晶200，生长出晶棒400，其中，L>0且

其中，预设晶转频率为在驱动装置驱动籽晶绳30带动籽晶200转动时的转速，预设晶转频率可以根据实际的长晶需求设置，预设晶转频率的单位为r/min。共振周期为预设晶转频率的倒数，根据周期计算公式，可以得出在此预设晶转频率下，一定会发生共振的晶棒400和籽晶绳30的总长度范围，在该总长度范围的基础上减去晶棒400的长度，即可得出在预设晶转频率下，一定会发生共振的籽晶绳30的长度范围，即为籽晶绳30的共振长度的区间，最后控制籽晶绳30的悬吊长度避开区间，即可避免晶棒400晃动。

根据本发明的拉晶方法，通过控制籽晶绳30的悬吊长度L>0且

可以使共振晶转不在预设晶转频率范围，进而可以避免共振而引发晶棒400晃动，从而可以提高晶棒400的生长质量。同时，采用固定的悬吊长度可以精确控制共振频率不在晶转频率范围内，进而可以更准确的避免共振而引发的晃动。

根据本发明的一些实施例，籽晶绳30的共振长度区间S：

其中，l_max为晶棒400生长的最大长度,l_min为晶棒400生长的最小长度为0；f₁为所述晶转频率范围的下限值，f₂为所述晶转频率范围的上限值；g为重力加速度。

也即悬吊长度L满足：

或者

其中，籽晶绳30的一端与提拉装置固定连接，另一端与晶棒400连接，进而当发生共振时，籽晶绳30会带动晶棒400发生左右摆动，即构成了单摆，根据单摆的振动周期公式

l₁为吊点到球心的距离；在此设备中，籽晶绳30与提拉装置的连接点即为吊点，晶棒400为摆球，摆球的球心即相当于晶棒400的中心，即

而共振频率f与共振周期T为倒数关系，f₁/₂分别为晶转频率范围的下限值和上限值，晶转频率为每分钟内转动的次数，共振频率为每秒振动的次数，所以共振频率与晶转频率的关系为

或

进而可以根据晶转频率的范围计算出共振长度的范围。

根据本发明的一些实施例，晶转频率范围为13r/min-24r/min，晶棒400生长的最大长度为2m。其中，晶转频率范围为长晶过程中常用的晶转范围，晶体转动主要为了在晶体生长过程中使晶体均匀生长，引晶过程中晶转通常为23r/min或24r/min，等径阶段需要放慢至18r/min左右。

根据本发明的一些实施例，控制籽晶绳30以固定的悬吊长度提拉并旋转籽晶200，生长出晶棒400，包括：控制提升机构驱动籽晶绳30以固定的悬吊长度带动籽晶200按照预设拉速上升，且控制旋转机构70驱动籽晶绳30带动籽晶200按照晶转频率范围内的任一晶转频率自转，可以使籽晶200在引晶、放肩、转肩、等径、收尾这几个阶段均可采用同样的转速，进而可以避免籽晶200晃动和熔汤300流动紊乱，提高晶棒400的生长质量。

晶转频率范围为13r/min-24r/min，即f₁＝13r/min，f₂＝24r/min。一般情况下的晶棒400生长的最大长度为2m，即l的范围为0-2m，因此可以根据公式计算得出L的范围为0.6m-5.3m，因此为了避免产生共振，所以L可采取的范围为(0,0.6)∪(5.3,∞)；而晶体生长装置100的高度是有限的，所以L可采取的范围为(0,0.6]。

例如，设计L的长度为0.6m，晶棒400的完整长度为2m，在晶棒400的长度范围内任取5个数值，根据计算所得出共振晶转如下表所示：

由上表可知，随着晶棒400的生长，共振晶转逐渐减小，共振晶转范围在23.63r/min-38.59r/min；同时，在引晶阶段，即在晶棒400长度在0-0.5m的范围内时，所需晶转通常为23r/min或24r/min，共振晶转范围在32.42r/min-38.59r/min；在等径阶段，即晶棒400长度在0.5-2m时，晶转需要放慢至18r/min左右，这时，共振晶转范围为23.63r/min-32.42r/min。由此可以看出在的长度为0.6m时，共振晶转范围完全避开了预设转速；同时晶棒400长度随时因生长而变化的，所以固定籽晶绳30悬吊长度可以固定共振晶转，进而可以完全避开预设转速，从而可以避免共振引发的晃动，增加晶棒400生长的安全性。

根据本发明第二方面的晶体生长装置100，如图1所示，晶体生长装置100包括：副室10、炉盖20、籽晶绳30、旋转机构70和提升机构12，炉盖20设于副室10的顶部；籽晶绳30设于副室10的内侧，籽晶绳30的上端与炉盖20相连，籽晶绳30的下端用于固定籽晶200，籽晶绳30的悬吊长度

其中，S为根据预设晶转频率范围确定的籽晶绳30的共振长度区间；旋转机构70设置于炉盖20上且与籽晶绳30连接，籽晶200在旋转机构70的驱动下按照晶转频率范围自转；提升机构12与旋转机构70连接，提升机构12驱动旋转机构70升降。其中，旋转机构70为晶棒400的生长提供所需晶转，提升机构12实现籽晶绳30的拉升，为晶棒400的生长提供所需的拉速和生长空间。

根据本发明的晶体生长装置100，通过使用悬吊长度不在共振长度范围内的籽晶绳30，可以使共振晶转不在预设晶转频率范围，进而可以避免共振而引发晶棒400晃动，提高晶棒400的生长质量，同时可以增加晶体生长装置100的市场竞争性；同时，通过设置旋转机构70和提升机构12，可以为晶棒400的生长提供必要的转速、拉速及生长空间，进而可以实现晶棒400的正常生长。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，晶体生长装置100还包括：固定架40，固定架40的一端与炉盖20相连且另一端伸入副室10内，籽晶绳30的上端固定于固定架40上。炉盖20为固定架40提供支撑力，固定架40可以为籽晶绳30提供支撑点和晶棒400生长所需转速。固定架40的长度可以根据籽晶绳30的长度可调。

优选的，固定架40上端设有旋转机构70，固定架40可以在旋转机构70的驱动下旋转。

根据本发明的一些实施例，如图2-图3所示，固定架40相对于炉盖20沿上下可移动，可以使晶棒400生长结束后完全拉升至副室10，然后进入取晶阶段，进行取晶。例如，固定架40可以通过螺纹螺杆传动机构相对炉盖20发生运动。

根据本发明的一些实施例，如图2-图5所示，副室10与提升机构12连接，提升机构12驱动副室10高度可调，以带动旋转机构70上下移动，进而可以带动籽晶绳30的上下移动，完成长晶过程；同时副室10高度可调，可以适用不同高度的晶体生长，进而可以增加晶体生长装置100的可适用性。

根据本发明的一些实施例，如图1-图9所示，副室10包括：多个炉体件11，炉体件11为环形，多个炉体件11沿径向由内向外依次套设；提升机构12与至少一个炉体件11相连用于驱动炉体件11上下移动。其中，多个炉体件11的侧壁厚度相同，同时可以相对运动，并密封可拆卸连接形成为副室10侧壁，进而增加了副室10的可拆卸性，提高了维修的便利性。另外，提升机构12可以与最内侧或最外侧的炉体件11连接，使其可以带动其他的炉体件11上下移动；也可以与多个炉体件11均进行连接驱动，实现炉体件11的上下移动。例如，提升机构12可以为液压驱动机构，多个炉体件11与液压杆连接，通过液压杆驱动上升。

根据本发明的一些实施例，如图2-图9所示，多个炉体件11包括：固定环和至少一个活动环，提升机构12与活动环一一对应相连，固定环设在径向方向上的最内侧或最外侧，当炉盖20在最大提拉高度时，在径向方向上，多个活动环在上下方向上的位置高度逐渐增加或逐渐降低。其中，固定环与主室50固定连接，活动环通过提升机构12上下移动，炉盖20与最内侧或最外侧的活动环固定连接，进而可以形成密封的副室10结构，同时提升机构12与活动环一一对应，可以分别控制提升机构12来控制副室10拉高速度，使副室10的拉高速度与晶棒400的长晶预设速度相匹配，进而可以保证晶体的生长质量。

当固定环在径向方向的最内侧时，驱动环和活动环由内向外依次排开，套设在固定环的外侧，活动环的直径依次增加，炉盖20与最外侧的活动环相连，进而随着炉盖20逐渐拉高，副室10内壁的空间也随之增大；当固定环设置在最内侧时，驱动环和活动环由外向内依次套设在固定环的内侧，活动环与驱动环的直径依次递减，炉盖20与最内侧的活动环相连，进而随着炉盖20的拉高，副室10呈现出“圆台”结构。

根据本发明的一些实施例，如图1和图6所示，晶体生长装置100还包括：主室50，主室50内设有坩埚51，副室10设在主室50的上侧，或，副室10设在主室50的径向外侧，炉盖20封盖在副室10的顶部。也就是说，副室10可以设置在主室50的上侧，也可以设置在副室10的径向外侧；当副室10设置在主室50上侧时，多个炉体件11和提升机构12均设置在主室50的上侧，进而可以减少晶体生长装置100的占地面积，及企业的成本负担；当副室10设置在主室50的径向外侧时，多个炉体件11和提升机构12均套设在主室50的外侧，可以减少副室10对主室50的压力，进而增加主室50的安全性，同时还可以增加晶体生长装置100的密封性。

下面将参考图1-图9描述根据本发明一个具体实施例的晶体生长装置100。

实施例一，

参照图1，晶体生长装置包括有主室50、副室10、炉盖20、籽晶绳30、固定架40、籽晶夹持件60、提升机构12和旋转机构70。

其中，副室10的高度可调，设置在主室50上侧，炉盖20封盖在副室10的顶部，固定架40可活动的与炉盖20连接，固定架40的上端设有旋转机构70，籽晶绳30的一端连接与固定架40上，另一端通过籽晶夹持件60与籽晶200连接。

具体的，主室50内设有坩埚51，导流筒54，加热器53、水冷套55与保温件56，坩埚51通过坩埚轴与坩埚驱动设备连接，坩埚驱动设备用于驱动坩埚51转动，坩埚51限定出盛放空间，其中盛放有硅熔汤300；保温件56包括：侧部保温件562和顶部保温件561，用于保证主室50温度，防止温度散失；导流筒54与保温件56连接，导流筒54用于引导从副室10进入的保护气体，将保护气体引导至固液界面处，在沿着导流筒54的底部排出；水冷套55与主室50连接，水冷套55用于调整长晶炉轴向温度梯度。

副室10设在主室50上侧，包括有多个炉体件11，多个炉体件11为环形沿径向由内向外依次套设，设置在径向内侧的炉体件11在主室50的轴向方向上邻近水冷套55或者与水冷套55对齐设置。多个炉体件11包括有一个固定环和至少一个活动环，固定环设在径向方向上的最内侧或最外侧，炉盖20与最外侧或最内侧的活动环连接，当炉盖20在最大提拉高度时，在径向方向上，多个活动环在上下方向上的位置高度逐渐增加或逐渐降低；提升机构12驱动炉体件11和旋转机构70上下移动，提升机构12与活动环一一对应相连，提升机构12为液压杆驱动机构。

籽晶绳30的悬吊长度为固定长度L，且不在共振长度范围内，籽晶绳30的共振长度区间满足：

其中，l_max为晶棒400生长的最大长度,l_min为晶棒400生长的最小长度为0；f₁为所述晶转频率范围的下限值，f₂为所述晶转频率范围的上限值；g为重力加速度。即L满足：

或者

当需生产晶体时，首先高纯度复晶硅放置在主室50内的坩埚51上，利用加热器53使其完全融化，形成熔汤300；籽晶200通过籽晶夹持件60与固定长度的籽晶绳30的下端连接，籽晶绳30的上端连接在固定架40上，多个炉体件11与炉盖20连接成高度较矮的副室10，固定架40的下段部分伸入到主室50内，使连接在籽晶绳30上的籽晶200悬吊浸入坩埚51内的熔汤300中，随后同时启动旋转驱动装置70和提升机构12，使固定架40旋转，并通过拉高副室10来提升籽晶绳30，当炉盖20拉高到最高度时，长晶完成。长晶完成后，固定架40通过螺纹螺杆机构向上运动，伸出炉盖20，进而带动晶棒400完全进入副室10，进行取棒环节。

根据本发明的晶体生长装置100，通过设置多个炉体件11与提升机构12，使副室10变为可伸缩模式，进而可以增加晶体生长装置100的维修便利性，同时通过控制籽晶绳30的悬吊长度为固定长度，且不在共振长度范围内，进而可以使共振晶转不在晶转频率范围，从而可以避免共振而引发晶棒400晃动，提高晶棒400的生长质量。

实施例二，

如图6所示，本实施例与实施例一的结构大致相同，其中相同的部件采用相同的附图标记，不同之处仅在于：实施例一中的多个炉体件11设置在主室50的上侧，且固定架40相对炉盖20可上下运动，而本实施例二中，多个炉体件11设置在主室50的外侧，且固定架40相对炉盖20不可移动。

参照图6-图9，炉体件11与提升机构12设置在主室50的外侧，炉体件11和液压连杆分别设有两个，两个炉体件11同时上升至接近主室50的上端，固定环与主室50密封固定，活动环继续拉高至最高，这时副室10高度可以使生长完全的晶棒400离开主室50，进而固定架40可不相对炉盖20运动。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种拉晶方法，其特征在于，包括：

根据籽晶的预设晶转频率范围确定籽晶绳的共振长度的区间S，所述籽晶绳的共振长度为使籽晶的共振频率符合所述晶转频率范围的所述籽晶绳的长度；

控制所述籽晶绳以固定的悬吊长度L提拉并旋转所述籽晶，生长出晶棒，其中，L>0且

2.根据权利要求1所述的拉晶方法，其特征在于，根据预设晶转范围确定所述籽晶绳的共振长度区间S：

其中，l_max为晶棒生长的最大长度,l_min为晶棒生长的最小长度为0；f₁为所述晶转频率范围的下限值，f₂为所述晶转频率范围的上限值；g为重力加速度。

3.根据权利要求1所述的拉晶方法，其特征在于，所述晶转频率范围为13r/min-24r/min，所述晶棒生长的最大长度l_max为2m。

4.根据权利要求1所述的拉晶方法，其特征在于，控制所述籽晶绳以固定的悬吊长度提拉并旋转所述籽晶，生长出晶棒，包括：

控制提升机构驱动所述籽晶绳以固定的悬吊长度带动所述籽晶按照预设拉速上升，且控制旋转机构驱动所述籽晶绳带动所述籽晶按照所述晶转频率范围内的任一晶转频率自转。

5.一种晶体生长装置，其特征在于，包括：

副室；

炉盖，所述炉盖设于所述副室的顶部；

籽晶绳，所述籽晶绳设于所述副室的内侧，所述籽晶绳用于固定籽晶，所述籽晶绳的悬吊长度

其中，S为根据所述籽晶的预设晶转频率范围确定的所述籽晶绳的共振长度区间；

旋转机构，所述旋转机构设置于所述炉盖上且与所述籽晶绳连接，所述籽晶在所述旋转机构的驱动下按照所述晶转频率范围自转；

提升机构，所述提升机构与所述旋转机构连接，所述提升机构驱动所述旋转机构升降。

6.根据权利要求5所述的晶体生长装置，其特征在于，还包括：固定架，所述固定架的一端与所述炉盖相连且另一端伸入所述副室内，所述籽晶绳的上端固定于所述固定架上。

7.根据权利要求6所述的晶体生长装置，其特征在于，所述固定架相对于所述炉盖沿上下可移动。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的晶体生长装置，其特征在于，所述副室与所述提升机构连接，所述提升机构驱动所述副室高度可调，以带动所述旋转机构上下移动。

9.根据权利要求8所述的晶体生长装置，其特征在于，所述副室包括：

多个炉体件，所述炉体件为环形，多个所述炉体件沿径向由内向外依次套设；

所述提升机构与至少一个所述炉体件相连用于驱动所述炉体件上下移动。

10.根据权利要求9所述的晶体生长装置，其特征在于，多个所述炉体件包括：固定环和至少一个活动环，所述提升机构与所述活动环一一对应相连，所述固定环设在径向方向上的最内侧或最外侧，当所述炉盖在最大提拉高度时，在径向方向上，多个所述活动环在上下方向上的位置高度逐渐增加或逐渐降低。

11.根据权利要求5所述晶体生长装置，其特征在于，还包括：主室，所述主室内设有坩埚，所述副室设在所述主室的上侧，或，所述副室设在所述主室的径向外侧，所述炉盖封盖在所述副室的顶部。

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