CN117448944A - 提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和方法 - Google Patents

提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117448944A
CN117448944A CN202311437651.2A CN202311437651A CN117448944A CN 117448944 A CN117448944 A CN 117448944A CN 202311437651 A CN202311437651 A CN 202311437651A CN 117448944 A CN117448944 A CN 117448944A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulling
silicon rod
cable
single crystal
crystal silicon
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
Application number
CN202311437651.2A
Other languages
English (en)
Inventor
潘浩
史铁柱
秦浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Eswin Silicon Wafer Technology Co Ltd
Xian Eswin Material Technology Co Ltd
Original Assignee
Xian Eswin Silicon Wafer Technology Co Ltd
Xian Eswin Material Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Eswin Silicon Wafer Technology Co Ltd, Xian Eswin Material Technology Co Ltd filed Critical Xian Eswin Silicon Wafer Technology Co Ltd
Priority to CN202311437651.2A priority Critical patent/CN117448944A/zh
Publication of CN117448944A publication Critical patent/CN117448944A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/30Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20Controlling or regulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/06Silicon

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

本公开涉及提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和方法。所述提拉装置包括:提拉线缆,所述提拉线缆的一端连接至用于拉制单晶硅棒的籽晶;升降机构,所述提拉线缆的另一端固定至所述升降机构,所述升降机构用于通过对所述提拉线缆的收放操作使单晶硅棒沿竖向方向移动;监测机构,所述监测机构配置成用于在拉制单晶硅棒的过程中,获取所述提拉线缆的未被收起部段在长度方向上的变形量;控制机构,所述控制机构配置成用于在拉制单晶硅棒的过程中,根据所述变形量调整所述升降机构对所述提拉线缆的收放操作,以使所述单晶硅棒以预定的速度沿所述竖向方向移动。

Description

提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和方法
技术领域
本公开涉及半导体加工制造技术领域,尤其涉及提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和方法。
背景技术
直拉法(Czochralski Method,简称CZ法)是制备单晶硅棒的主要方法之一。通过直拉法可以连续并高效地生产出具有高电子迁移率、低杂质和减少的晶体缺陷的单晶硅,为半导体设备提供卓越的性能。直拉法的特点在于其连续、稳定的生产流程,确保了材料的一致性和高品质。同时,直拉法能够实现精确的温度和晶向控制,进一步优化晶体质量。直拉法因能够带来长期产出和高品质的单晶硅而在半导体生产中具有显著的经济优势。
在直拉法中,对提拉速度的精确控制是确保单晶硅棒质量和特性的关键。提拉速度直接影响晶体结构,不稳定的提拉速度或速度的突变容易引入晶体缺陷,例如位错缺陷,同时也会影响杂质在硅中的分布。此外,恰当的提拉速度有助于保持单晶硅棒的厚度均匀性,这对后续的处理至关重要。
在实际生产过程中,诸多因素会致使实际的提拉速度与预定的提拉速度不一致,造成生产出的单晶硅棒的质量也不符合预期要求。
发明内容
有鉴于此,本公开期望提出提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和方法。该提拉装置能够监测提拉线缆的变形情况并根据监测结果对实际提拉速度进行调整,使得实际的提拉速度与预定的提拉速度保持一致,从而使拉制出的硅棒的质量符合产品要求。
本公开的技术方案是这样实现的:
第一方面,本公开提供了一种提拉装置,所述提拉装置包括:
提拉线缆,所述提拉线缆的一端连接至用于拉制单晶硅棒的籽晶;
升降机构,所述提拉线缆的另一端固定至所述升降机构,所述升降机构用于通过对所述提拉线缆的收放操作使单晶硅棒沿竖向方向移动;
监测机构,所述监测机构配置成用于在拉制单晶硅棒的过程中,获取所述提拉线缆的未被收起部段在长度方向上的变形量;
控制机构,所述控制机构配置成用于在拉制单晶硅棒的过程中,根据所述变形量调整所述升降机构对所述提拉线缆的收放操作,以使所述单晶硅棒以预定的速度沿所述竖向方向移动。
在一些可选的示例中,所述监测机构包括感测器,所述感测器用于获取表征所述提拉线缆的未被收起部段在长度方向上的应变的感测值。
在一些可选的示例中,所述监测机构包括换算器,所述换算器用于根据所述感测值计算所述提拉线缆的未被收起部段在长度方向上的所述变形量。
在一些可选的示例中,所述控制机构包括处理器,所述处理器配置成基于所述变形量获取所述升降机构对所述提拉线缆的所述收放操作的调整量。
在一些可选的示例中,所述控制机构包括控制器,所述控制器配置成用于根据所述调整量调整所述升降机构的收放操作。
在一些可选的示例中,所述监测机构包括感测器,所述感测器用于监测所述提拉线缆的所述未被收起部段上的至少两点在竖向方向上的位置变化。
在一些可选的示例中,所述监测机构包括换算器,所述换算器用于根据所述至少两点在竖向方向上的所述位置变化计算所述提拉线缆的所述未被收起部段在所述至少两点中的任意两点之间的长度变化量。
在一些可选的示例中,所述控制机构包括处理器,所述处理器配置成基于所述任意两点之间的所述长度变化量获取所述升降机构对所述提拉线缆的所述收放操作的调整量。
在一些可选的示例中,所述控制机构包括控制器,所述控制器配置成用于根据所述调整量调整所述升降机构的收放操作。
在一些可选的示例中,所述控制器配置成在所述调整量超出预定的阈值时调整所述升降机构的收放操作。
在一些可选的示例中,所述感测器设置成随所述至少两点沿竖向方向移动。
在一些可选的示例中,所述感测器设置成随所述至少两点进行偏转。
第二方面,本公开实施例提供了一种用于拉制单晶硅棒的设备,所述设备包括根据第一方面的提拉装置。
第三方面,本公开实施例提供了一种用于拉制单晶硅棒的方法,所述方法通过使用根据第二方面的用于拉制单晶硅棒的设备执行,所述方法包括:
在拉制单晶硅棒的过程中,获取提拉线缆的未被收起部段在长度方向上的变形量;
在拉制单晶硅棒的过程中,根据所述变形量调整升降机构对所述提拉线缆的收放操作,以使单晶硅棒以预定的速度沿竖向方向移动。
本公开实施例提供了一种提拉装置。该提拉装置包括在拉制单晶硅棒的过程中获取提拉线缆的一部分在长度方向上的变形量的监测机构,以及根据由监测机构获取的变形量调整升降机构的控制机构,以使实际的提拉速度与预定的提拉速度保持一致。本公开实施例提供的提拉装置在进行提拉操作的控制时考虑到了因提拉线缆的拉伸变形而造成实际的提拉速度与预定的提拉速度之间的偏差,并且通过获取提拉线缆的拉升变形量来对实际的提拉速度进行调整,使得调整后的实际提拉速度能够与预定的提拉速度保持一致,从而使得拉制的单晶硅棒的质量和特性能够达到要求。
附图说明
图1示出了本公开实施例提供的用于拉制单晶硅棒的设备的示意图;
图2示出了本公开实施例提供的提拉装置和用于拉制单晶硅棒的设备的示意图;
图3示出了本公开的另一实施例提供的提拉装置和用于拉制单晶硅棒的设备的示意图;
图4示出了本公开的又一实施例提供的提拉装置和用于拉制单晶硅棒的设备的示意图;
图5示出了本公开实施例提供的用于拉制单晶硅棒的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1,其示出了本公开实施例提供的一种用于拉制单晶硅棒的设备1的结构示意图,如图1所示,该设备1包括:
炉体10,炉体10用于限定出拉晶室;
石英坩埚20,石英坩埚20设置在拉晶室内并且位于拉晶室的底部,石英坩埚20用于容纳多晶硅原料;
石墨加热器30,石墨加热器30围绕石英坩埚20的外部设置,用于为石英坩埚20提供热量,以使置于石英坩埚20内的固态多晶硅原料熔化而形成硅熔液MS;
导流筒40,导流筒40一方面可以用于隔绝石墨加热器30对单晶硅棒S的热辐射,保持单晶硅棒S生长所需要的温度梯度,进而确保单晶硅棒S的成晶率;另一方面可以用于将比如氩气的惰性保护气体从上至下引导至石英坩埚20中的硅熔液的上方,以加速液面表面的气体流速,从而加快带走挥发杂质;
进气口50,进气口50用于在拉制单晶硅棒过程中通入惰性气体,例如氩气;
排气口60,排气口60用于在惰性气体的作用下将拉制单晶硅棒过程中的挥发物排出炉体10。
可以理解地,设备1还包括:提拉线缆70;其中,
在使用设备1拉制单晶硅棒的工艺中,首先在石英坩埚20中装入设定质量的多晶硅原料,当石墨加热器加热石英坩埚20以使得多晶硅原料熔化形成硅熔液MS且硅熔液MS液面的温度稳定时,连接至提拉线缆70的一端的籽晶ZJ随提拉线缆下降至硅熔液MS的固液界面处,随后通过引晶、缩颈、放肩、等径生长以及收尾等工序,最终得到一定长度的单晶硅棒S。
需要说明的是,在设备1的上方还设置有与提拉线缆70的另一段连接的升降机构80;其中,升降机构80可以用于实现籽晶ZJ的旋转以及提升。
在直拉法中,提拉速度会直接影响拉制的单晶硅棒的质量和特性,其中,提拉速度是指在制备单晶硅棒过程中,籽晶和正在生长的单晶硅棒被提拉上升的速度。例如,不同的提拉速度可能会导致晶体中晶格结构的不同,从而影响晶体中的缺陷数量和种类;提拉速度还会影响到单晶硅棒的直径,其中,提拉速度过快可能会导致晶体直径变小,而速度过慢则可能使得直径变大,最终导致拉制的单晶硅棒的直径不均匀;另外,在拉制单晶硅棒时,可能还会在硅溶液中加入一些掺杂剂来改变单晶硅棒的电性能,在这种情况下,提拉速度的快慢会影响到掺杂剂在单晶硅棒中的分布均匀性。
因此,为了拉制符合要求的单晶硅棒,需要根据所需的单晶硅棒的特性和用途预定提拉速度。而且,在拉制同一单晶硅棒的过程中,提拉速度往往是变化的,以应对熔融硅液面的变化、维持稳定的生长条件、以及优化最终单晶硅棒的质量和性能。在拉制单晶硅棒的过程中,需要根据预定的提拉速度精确控制实际提拉速度,以确保产品的品质。
然而,在实际生产中,诸多因素会影响对实际提拉速度的精确控制。例如,由于提拉线缆在使用时持续处于高温环境并且随着单晶硅棒的生长,提拉线缆所承受的拉伸力也在不断增大,因此,提拉线缆可能在拉制过程中发生拉升变形,因此导致实际提拉速度与预定提拉速度不符。
针对上述情况,本公开提出了提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和用于拉制单晶硅棒的方法。该提拉装置包括:用于对提拉线缆的一部分在长度方向上的应变进行监测的监测机构、以及根据监测机构的监测结果调整升降机构对提拉线缆的收放操作,以使单晶硅棒以预定的速度沿竖向方向移动,从而使拉制出的单晶硅棒的质量和特性能够达到要求。
下面结合附图对本公开的各个实施例进行详细描述。
参见图2,在虚线框内示出了本公开的一些实施例提供的提拉装置ST1。提拉装置ST1包括:用于执行提拉操作的提拉线缆70和升降机构80。提拉线缆70的一端连接至用于拉制单晶硅棒的籽晶ZJ,另一端固定至升降机构80。作为示例,提拉线缆70的材料可以包括钨、钼等。升降机构80可以通过对提拉线缆70的收放操作使连接至提拉线缆70的一端处的籽晶ZJ沿竖向方向移动,进而使随着籽晶ZJ的旋转和上升而不断生长的单晶硅棒S也沿竖向方向移动。
升降机构80可以采用多种形式,例如升降机构80可以包括用于绕线的卷轴(图中未示出),通过该卷轴绕自身轴线沿单一方向的旋转,可以使提拉线缆70缠绕在卷轴上,实现了提拉线缆70的收起操作;而当需要放开提拉线缆70时,卷轴只需要沿相反的方向旋转,就可以使提拉线缆70从卷轴解绕从而展开。因此,本公开中的术语“收放操作”包括了对提拉线缆70的收起操作和放开操作。
可以理解的是,上述示例仅出于说明的目的,而非意在对升降结构进行限制,升降结构也可以采用其他结构实现对提拉线缆的收放操作,在此不做赘述。
为了实现对提拉速度的精确控制,提拉装置ST1还包括:监测机构MT和控制机构CL。该监测机构MT配置成用于在拉制单晶硅棒S的过程中,获取提拉线缆70的未被收起部段在长度方向上的变形量。下面对监测机构MT进行具体描述。
在拉制单晶硅棒的开始阶段,升降机构80将提拉线缆70放出,以使提拉线缆70展开。提拉线缆70在固定于其下端的籽晶的重力作用下沿竖向方向垂下,并且籽晶能够至少部分地没入多晶硅溶液中。随着拉制进程的继续,升降机构80按照预定的提拉速度将提拉线缆70收起。
在这种情况下,可以将提拉线缆70分成两个部段,即已被升降机构80收起的部段和未被升降机构80收起的部段,其中,未被升降机构80收起的部段也是沿竖向方向展开的部段。在拉制单晶硅棒的过程中,被升降机构80收起的部段的长度不断增大,未被升降机构80收起的部段的长度不断减小,直至单次拉制工艺结束时,大部分的提拉线缆70已经被收起。
正如上文中所提及的,在拉制单晶硅棒的过程中,随着单晶硅棒S的不断生长,提拉线缆70所承受的载荷也不短增大,而且拉晶所需的热场产生的热也对提拉线缆70造成了影响。在持续高温和不断增大的拉伸力的作用下,提拉线缆70发生拉伸变形,即在长度方向上被不断拉长,从而导致实际的提拉速度与预定的提拉速度不同。
例如,升降机构80按照预定的速度收起提拉线缆70,但是由于提拉线缆70的拉伸变形,导致籽晶以及正在生长的单晶硅棒并未按照预定的速度上升,而是以低于预定的速度上升,严重时甚至可能在某一时刻停止上升甚至下坠一定高度。监测机构MT可以对提拉线缆70的尚未被升降机构80收起的部段进行监测,以获取该部段在长度方向上的变形量。在本公开的一些实施例中,监测机构MT可以实时地获取该部段在长度方向上的变形量。
基于监测机构MT获取的变形量,可以对升降机构80的收放操作进行调整,以干预实际的提拉速度。针对此,控制机构CL配置成用于在拉制单晶硅棒S的过程中,根据监测机构MT获取的变形量调整升降机构80对提拉线缆70的收放操作,以使单晶硅棒S以预定的速度沿竖向方向移动。
例如,当实际的提拉速度由于提拉线缆70的拉伸变形而低于预定的提拉速度时,监测机构MT可以获取提拉线缆70的变形量,控制机构CL根据该变形量调节升降机构80以对实际的提拉速度进行补偿,从而使调整后的实际的提拉速度与预定的提拉速度保持一致。
本公开实施例提供了一种提拉装置。该提拉装置包括在拉制单晶硅棒的过程中获取提拉线缆70的一部分在长度方向上的变形量的监测机构,以及根据由监测机构获取的变形量调整升降机构80的控制机构CL,以使实际的提拉速度与预定的提拉速度保持一致。本公开实施例提供的提拉装置在进行提拉操作的控制时考虑到了因提拉线缆70的拉伸变形而造成实际的提拉速度与预定的提拉速度之间的偏差,并且通过获取提拉线缆70的拉升变形量来对实际的提拉速度进行调整,使得调整后的实际提拉速度能够与预定的提拉速度保持一致,从而使得拉制的单晶硅棒的质量和特性能够达到要求。
下面结合实施例对监测机构MT和控制机构CL的具体实现形式进行说明。
参见图2,根据本公开的一些实施例,监测机构MT包括感测器SE,感测器SE用于获取表征提拉线缆70的未被收起部段在长度方向上的应变的感测值。
需要说明的是,本公开各实施例中的术语“应变”是指:在外力和非均匀温度场等因素作用下物体局部的相对变形。可以通过利用不同形式的感测器SE获得提拉线缆70的未被收起部段在长度方向上的应变的感测值。作为示例,感测器SE可以包括:距离传感器、电阻应变计、光纤应变传感器、声发射传感器、超声波传感器等。由于不同的感测器获取应变的方式不同,由此用于表征应变的感测值的形式也有所不同。例如,当采用电阻应变计作为感测器SE时,表征应变的感测值则为固定在提拉线缆上的电阻应变计的电阻值;当采用光纤应变传感器作为感测器SE时,表征应变的感测值则为与通过固定在提拉线缆上的光纤应变传感器的光信号相关的相位变化或强度变化;当采用声发射传感器作为感测器SE时,表征应变的感测值则为由提拉线缆在发生变形时产生的应力波转换的电信号;当采用超声波传感器作为感测器SE时,表征应变的感测值则为超声波在提拉线缆中传播的速度、特性和/或模式。
为了能够将感测器SE获取的感测值自动转换成提拉线缆的变形量,参见图2,根据本公开的一些实施例,监测机构MT包括换算器CA,换算器CA用于根据感测器SE获取的感测值计算提拉线缆70的未被收起部段在长度方向上的变形量,由此无需再为提拉装置外接其他换算设备,也无需人为参与换算过程,缩短了获取变形量的时间,更有利于实现对提拉线缆的变形情况的实时监测。
为了能够实现对升降机构的自动调整,根据本公开的一些实施例,参见图2,控制机构CL可以包括处理器PU,处理器PU配置成基于监测机构获取的变形量获取升降机构80对提拉线缆的收放操作的调整量。例如,当升降机构80包括卷轴时,处理器PU可以将提拉线缆的拉伸变形量转换为卷轴的转动速度。
根据本公开的一些实施例,控制机构CL还可以包括控制器CU,控制器CU配置成用于根据处理器获取的调整量调整升降机构80的收放操作。处理器PU与控制器CU的配合操作,可以缩短控制所需的响应时间,实现对提拉速度的快速调整。
下面结合具体实现方式对本公开实施例进行进一步的具体说明。
参见图3,其示出了本公开的一些实施例提供的提拉装置ST2。提拉装置ST2的监测机构MT包括感测器SE,感测器SE用于监测提拉线缆的未被收起部段上的至少两点在竖向方向上的位置变化。
如图3所示,感测器SE可以在炉体10的内侧设置在提拉线缆70的展开部段附近,即设置在提拉线缆70的未被收起部段附近,并且可以为距离传感器。感测器SE可以选取未被收起部段上的至少两个点,并在拉制单晶硅棒的过程中对所述至少两个点在竖向方向上的位置进行追踪,并对各个点在竖向方向上的位置变化进行监测。
根据本公开的一些实施方式,参见图3,监测机构MT还可以包括换算器CA,换算器CA可以设置在感测器SE附近并且可以与感测器SE通信。换算器CA配置成用于根据至少两点在竖向方向上的位置变化计算未被收起部段在所述至少两点中的任意两点之间的长度变化量。
如果在拉制单晶硅棒的过程中拉制提拉线缆没有发生拉升变形,那么所述至少两个点中的任意两个点之间的距离则为固定值。一旦该距离发生了变化,则表示提拉线缆发生了沿长度方向的变形。感测器SE则可以通过追踪提拉线缆上的任意两个点监测这两个点在竖向方向上的位置变化。换算器CA可以根据感测器SE获取的目标点的位置变化数据计算出提拉线缆的在目标点之间的部段的长度变化量。
为了对长度变化量进行处理以便用于后续的调整操作,根据本公开的一些实施方式,参见图3,控制机构CL包括处理器PU,处理器PU配置成基于换算器CA计算出的任意两点之间的长度变化量获取升降机构80对提拉线缆70的收放操作的调整量。
根据本公开的一些实施方式,参见图3,控制机构CL包括控制器CU,控制器CU配置成用于根据处理器PU计算出的调整量调整升降机构80的收放操作。
在实际的生产中,实际的提拉速度与预定的提拉速度可能会其他因素而不一致,例如设备的制造精度、运行精度等,而这种不一致可以被认为是误差而是允许的。鉴于此,为了使对升降机构的调整更为合理,控制器CU配置成在调整量超出预定的阈值时调整升降机构80的收放操作。
例如,当处理器PU获取的调整量小于或等于预定的阈值,那么控制器CU则不执行调整操作,而当处理器PU获取的调整量大于预定的阈值时,控制器CU才会按照调整量执行对升降机构80的收放操作的调整。阈值的设定可以结合实际生产情况设定,从而使生产成本更为合理化。
根据本公开的一些实施例,可以设置单个感测器SE同时对提拉线缆上的多个点进行监测,或者为了提高监测精度,也可以设置多个感测器SE,以分别对提拉线缆上的多个点进行监测。
另外,为了提高监测精度,也可以使感测器SE随监测点移动。
对此,如图4所示,提拉装置ST2可以包括在炉体10的内侧的导轨RA。感测器SE设置在导轨RA上,并且能够沿导轨RA进行移动,以与监测点保持较小的距离,从而获得更为准确的监测结果。
为了更进一步便于监测,根据本公开的一些实施例,感测器SE还可以设置成能够随监测点进行偏转。由于当感测器SE会受到热场产生的高温的影响,因此感测器SE不便于靠近坩埚,在这种情况下,感测器SE可以通过偏转一定的角度来提高感测精度。
参见图2,本公开的一些实施例还提供了一种用于拉制单晶硅棒的设备L1,设备L1包括上文描述的提拉装置ST1。
参见图3和图4,本公开的一些实施例还提供了一种用于拉制单晶硅棒的设备L2,设备L2包括上文描述的提拉装置ST2。
参见图5,本公开的一些实施例还提供了一种用于拉制单晶硅棒的方法,所述方法可以通过使用根据上文描述的设备L1或L2执行,所述方法包括:
S1:在拉制单晶硅棒的过程中,获取提拉线缆的未被收起部段在长度方向上的变形量;
S2:在拉制单晶硅棒的过程中,根据所述变形量调整升降机构对所述提拉线缆的收放操作,以使单晶硅棒以预定的速度沿竖向方向移动。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种提拉装置,其特征在于,所述提拉装置包括:
提拉线缆,所述提拉线缆的一端连接至用于拉制单晶硅棒的籽晶;
升降机构,所述提拉线缆的另一端固定至所述升降机构,所述升降机构用于通过对所述提拉线缆的收放操作使单晶硅棒沿竖向方向移动;
监测机构,所述监测机构配置成用于在拉制单晶硅棒的过程中,获取所述提拉线缆的未被收起部段在长度方向上的变形量;
控制机构,所述控制机构配置成用于在拉制单晶硅棒的过程中,根据所述变形量调整所述升降机构对所述提拉线缆的收放操作,以使所述单晶硅棒以预定的速度沿所述竖向方向移动。
2.根据权利要求1所述的提拉装置,其特征在于,所述监测机构包括感测器,所述感测器用于获取表征所述提拉线缆的未被收起部段在长度方向上的应变的感测值。
3.根据权利要求2所述的提拉装置,其特征在于,所述监测机构包括换算器,所述换算器用于根据所述感测值计算所述提拉线缆的未被收起部段在长度方向上的所述变形量。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的提拉装置,其特征在于,所述控制机构包括处理器,所述处理器配置成基于所述变形量获取所述升降机构对所述提拉线缆的所述收放操作的调整量。
5.根据权利要求4所述的提拉装置,其特征在于,所述控制机构包括控制器,所述控制器配置成用于根据所述调整量调整所述升降机构的收放操作。
6.根据权利要求1所述的提拉装置,其特征在于,所述监测机构包括感测器,所述感测器用于监测所述提拉线缆的所述未被收起部段上的至少两点在竖向方向上的位置变化。
7.根据权利要求6所述的提拉装置,其特征在于,所述监测机构包括换算器,所述换算器用于根据所述至少两点在竖向方向上的所述位置变化计算所述提拉线缆的所述未被收起部段在所述至少两点中的任意两点之间的长度变化量。
8.根据权利要求7所述的提拉装置,其特征在于,所述控制机构包括处理器,所述处理器配置成基于所述任意两点之间的所述长度变化量获取所述升降机构对所述提拉线缆的所述收放操作的调整量。
9.根据权利要求8所述的提拉装置,其特征在于,所述控制机构包括控制器,所述控制器配置成用于根据所述调整量调整所述升降机构的收放操作。
10.根据权利要求9所述的提拉装置,其特征在于,所述控制器配置成在所述调整量超出预定的阈值时调整所述升降机构的收放操作。
11.根据权利要求6至10中的任一项所述的提拉装置,其特征在于,所述感测器设置成随所述至少两点沿竖向方向移动。
12.根据权利要求11所述的提拉装置,其特征在于,所述感测器设置成随所述至少两点进行偏转。
13.一种用于拉制单晶硅棒的设备,其特征在于,所述设备包括根据权利要求1至5中的任一项所述的提拉装置。
14.一种用于拉制单晶硅棒的设备,其特征在于,所述设备包括根据权利要求6至12中的任一项所述的提拉装置。
15.一种用于拉制单晶硅棒的方法,其特征在于,所述方法通过使用根据权利要求13所述的用于拉制单晶硅棒的设备执行,其特征在于,所述方法包括:
在拉制单晶硅棒的过程中,获取提拉线缆的未被收起部段在长度方向上的变形量;
在拉制单晶硅棒的过程中,根据所述变形量调整升降机构对所述提拉线缆的收放操作,以使单晶硅棒以预定的速度沿竖向方向移动。
CN202311437651.2A 2023-10-31 2023-10-31 提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和方法 Pending CN117448944A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311437651.2A CN117448944A (zh) 2023-10-31 2023-10-31 提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311437651.2A CN117448944A (zh) 2023-10-31 2023-10-31 提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117448944A true CN117448944A (zh) 2024-01-26

Family

ID=89596248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311437651.2A Pending CN117448944A (zh) 2023-10-31 2023-10-31 提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117448944A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3892496B2 (ja) 半導体単結晶製造方法
US8123855B2 (en) Device and process for growing Ga-doped single silicon crystals suitable for making solar cells
EP1734157A1 (en) Production process of silicon single crystal
EP2322696A1 (en) Method of manufacturing silicon single crystal
CN111826710A (zh) 一种控制硅熔体坩埚安全升降的方法和装置
JPH10152389A (ja) 半導体単結晶の製造装置および製造方法
KR101862157B1 (ko) 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법 및 장치
KR20100085470A (ko) 테일 공정이 개선된 단결정 성장 방법 및 이를 위한 단결정성장장치
CN117448944A (zh) 提拉装置、用于拉制单晶硅棒的设备和方法
US9476142B2 (en) Method for manufacturing silicon single crystal
US6755910B2 (en) Method for pulling single crystal
EP2045371B1 (en) Method and apparatus for manufacturing an ultra low defect semiconductor single crystalline ingot
US20090293802A1 (en) Method of growing silicon single crystals
KR101596550B1 (ko) 잉곳성장장치 및 잉곳성장방법
CN113481592B (zh) 一种单晶硅棒的拉制方法
US7470326B2 (en) Apparatus for manufacturing silicon single crystal, method for manufacturing silicon single crystal, and silicon single crystal
JP4272449B2 (ja) 単結晶引上方法
KR101540235B1 (ko) 단결정 잉곳제조장치 및 단결정 잉곳제조방법
CN114250508A (zh) 一种快速控制直拉单晶硅直径的方法
JP2007308335A (ja) 単結晶引上げ方法
US20090293801A1 (en) Production method of silicon single crystal
KR101758983B1 (ko) 잉곳 성장장치 및 그 성장방법
JP4785762B2 (ja) 単結晶の製造方法
KR102137336B1 (ko) 단결정잉곳성장장치 및 그 방법
KR101105540B1 (ko) 저밀도의 결정결함 분포가 균일한 단결정 제조방법, 제조장치 및 이 방법에 의해 제조된 단결정

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