CN118064983A - 一种直拉单晶硅熔接方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单晶硅制备技术领域，公开了一种直拉单晶硅熔接方法、装置、设备和存储介质，方法包括：当籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息，所述视觉系统基于相机和预配置的图像识别算法模型组成；根据所述液温信息控制炉台系统执行熔接工步，所述炉台系统是用于执行直拉法的自动控制系统。本发明提高了直拉单晶硅温度判断准确性，进而提高了熔接可靠性。

Description

一种直拉单晶硅熔接方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及单晶硅制备技术领域，具体涉及一种直拉单晶硅熔接方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

硅在自然界中的分布很广泛，但很少以单质的形式出现，要想从丰富的自然储藏中得到单晶硅，一般采用直拉法、区熔法和外延法。直拉法的原理是将高纯度的多晶原料加热至熔点以上，然后将一个细小的单晶(即籽晶)浸入熔体中，使其与熔体的液面接触，由于籽晶的存在，熔体中的原子会以籽晶为核心排列成晶体结构，通过控制温度和缓慢地将籽晶垂直提升，可以拉出具有单晶结构的晶体。直拉单晶硅生长过程包括合炉、熔料、加料、熔接、引晶、放肩、等径、收尾、取段等工步，目前单晶硅生长过程中的难点为熔接、引晶、放肩工步，尤其随着晶棒尺寸的加大，“熔接”作为引晶的开头工步，可谓是重中之重。若熔接异常则会导致引晶、放肩工步受到极大的影响，轻则浪费工时，引晶断线、放肩断线较多，重则出现掉棒漏硅等安全事故。单晶硅熔接过程中目前均依靠于人工判断，且对液温的依赖性比较大，全部依靠系统中的设定的液温参数运行该工步。由于液温反馈出来的仅是一个相对值(液温是通过灰度，即图像的明暗比进行计算的结果)，是根据现象给定的温度，由于人与人之间经验不同对现象判断的具有差异，导致校正出的液温不一致，且每次操作的时间也是由人工判断，因此该“熔接”工步对液温的依赖性较大，对人工的依赖性也大，所以液温存在“不准确”“不绝对”的严重问题，导致后续引晶断线、放肩断线较多。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种直拉单晶硅熔接方法、装置、设备、存储介质及程序产品，以解决直拉单晶硅温度判断不准确的问题。

第一方面，本发明提供了一种直拉单晶硅熔接方法，所述方法包括：当籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息，所述视觉系统基于相机和预配置的图像识别算法模型组成；根据所述液温信息控制炉台系统执行熔接工步，所述炉台系统是用于执行直拉法的自动控制系统。

在一种可选地实施方式中，所述基于视觉系统识别液温信息，包括：获取籽晶和液面接触边缘产生的光圈，并检测光圈的光圈大小和光圈亮度；将所述光圈大小和所述光圈亮度与标准光圈信息进行误差计算，并根据误差结果确认用于可以执行拉温过程的第一液温，所述拉温过程是所述熔接工步中对籽晶和液面接触部分进行降温的过程。

在一种可选地实施方式中，所述根据所述液温信息控制炉台系统执行熔接工步，包括：

当识别到所述第一液温时，调整坩埚的边缘加热器功率为拉温功率，进入所述拉温过程，所述拉温功率通过下式计算得到：

P2＝P1*s

式中，P2表示拉温功率，P1表示引晶功率，所述引晶功率是用于引晶工步时加载到所述边缘加热器的预设功率，s表示最低功率系数，所述最低功率系数的取值范围是[0，1]。

在一种可选地实施方式中，所述基于视觉系统识别液温信息，还包括：在所述熔接工步的拉温过程中获取籽晶和液面接触边缘产生的光圈，并检测光圈上的生长点数量和生长点大小；将所述生长点数量和所述生长点大小与标准生长点信息进行误差计算，并根据误差结果确认可以执行引晶工步的第二液温。

在一种可选地实施方式中，所述根据所述液温信息控制炉台系统执行熔接工步，还包括：当识别到所述第二液温时，控制坩埚的边缘加热器功率稳定预设时间，进入所述熔接工步的稳温过程；基于视觉系统采集稳定后液温，并计算所述第二液温和所述稳定后液温的液温误差；当所述液温误差小于预设阈值时，确认熔接工步完成；当所述液温误差大于等于所述预设阈值时，重新调整坩埚的边缘加热器功率，重复执行所述熔接工步。

在一种可选地实施方式中，所述重新调整坩埚的边缘加热器功率，包括：

通过下式计算循环回温功率：

P3＝|T2-T3|*l*P1

式中，P3表示所述循环回温功率，T3表示所述稳定后液温，T2表示所述第二液温，l表示预设比例系数，P1表示引晶功率，所述引晶功率是用于引晶工步时加载到所述边缘加热器的预设功率；将坩埚的边缘加热器功率调整为所述循环回温功率。

在一种可选地实施方式中，在所述当籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息之前，所述方法还包括：通过所述视觉系统获取坩埚液面俯视形状；计算所述坩埚液面俯视形状的中心位置，并将计算的所述中心位置作为插入籽晶的熔接位置。

第二方面，本发明提供了一种直拉单晶硅熔接装置，其特征在于，所述装置包括：视觉液温采集模块，用于当籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息，所述视觉系统基于相机和预配置的图像识别算法模型组成；熔接控制模块，用于根据所述液温信息控制炉台系统执行熔接工步，所述炉台系统是用于执行直拉法的自动控制系统。

第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的方法。

本发明提供的技术方案，具有如下优点：

本发明在籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息，视觉系统基于相机和预配置的图像识别算法模型组成；之后，根据液温信息控制炉台系统执行熔接工步。本发明将视觉识别技术引入熔接工步，提高熔接自动化水平，令熔接工步不再对液温产生依赖，实现了自动化且做到去技能化、去经验化，做到标准统一，使单晶硅引放成活率显著提高，在低改进成本下提高了经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据相关技术熔接工步的效果示意图；

图2是根据本发明实施例的一种直拉单晶硅熔接方法的流程示意图；

图3是根据本发明实施例的一种直拉单晶硅熔接方法的另一个流程示意图；

图4是根据本发明实施例的一种直拉单晶硅熔接装置的结构示意图；

图5是本发明实施例的计算机设备的硬件结构示意图。

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中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，熔接工步常用的调温全流程为：

1.将高纯度的多晶原料在坩埚中加热熔化，找到合适熔接位置，将籽晶插入液面。

2.人工观察籽晶和液面交界处出现“双光圈”后稳定5分钟，将坩埚的边缘加热器的主加功率降低至引晶功率下10-15KW，稳定15±5分钟；

3.人工通过液面检测装置显示的灰度图观察液面温度达到1451℃-1453℃时，即刻将主加功率提升到引晶功率，稳定5-10分钟；

4.关注光圈出点情况，待光圈周围出现“圆润饱满”的四个点后，稳定30分钟，若稳定后四个点依然“圆润饱满”，则启动引晶；如果四个点“不合适”，则重复上一步，直至出现圆润饱满4个生长点，然后稳定30分钟，若稳定后四个点依然“圆润饱满”，则启动自动引晶工步。

对于上述过程，此全流程中的所有温度值均为相对液温，是人工根据现象给定的温度，由于人与人之间经验不同，对现象判断的差异导致校正出的液温不一致，且每次操作的时间也是由人工判断，因此该熔接工步对液温的依赖性较大，对人工的依赖性也大。例如图1(a)与图1(b)均属于“四点清晰”阶段，可能出现员工A认为图1(a)温度为1449.5℃，图1(b)为1449℃，图1(a)可以引晶，图1(b)温度低不适合引晶；但员工B认为图1(a)温度为1450℃，图1(b)为1449.5℃，图1(a)温度较高，出点小，不可以引晶，图1(b)可以。从而，目前的熔接工步均属于人为判断，造成熔接效果较差的机率较高。

根据本发明实施例，提供了一种直拉单晶硅熔接方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本实施例中提供了一种直拉单晶硅熔接方法，可用于上述的计算机设备，图2是根据本发明实施例的一种直拉单晶硅熔接方法的流程图，该流程包括如下步骤：

步骤S101，当籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息，视觉系统基于相机和预配置的图像识别算法模型组成；

步骤S102，根据液温信息控制炉台系统执行熔接工步，炉台系统是用于执行直拉法的自动控制系统。

具体地，本发明在籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息，视觉系统基于相机和预配置的图像识别算法模型组成。在本实施例中，图像识别算法模型包括但不限于神经网络模型、支持向量机模型以及一些图像比对算法模型等。例如利用大量液面的灰度图和实际测量的液温标签对神经网络模型进行训练，从而基于神经网络模型对相机采集到的液面图像对液温进行识别。或者，预设灰度值的取值范围和液温的对应关系，通过图像识别算法模型读取灰度图的像素值、对比度、画面中某些标志物的大小来识别液温。

之后，根据液温信息控制炉台系统执行熔接工步，包括拉温、稳温等，从而将籽晶和溶液中生成的单晶硅进行熔接。其中炉台系统为控制炉台上下移动的机械机构，具体技术为现有技术，本实施例不再赘述。本发明通过将视觉识别技术引入熔接工步，提高熔接自动化水平，令熔接工步不再对液温产生依赖，基于视觉系统自动识别标准液温，实现了自动化且做到去技能化、去经验化，做到标准统一，使单晶硅引放成活率显著提高，在低改进成本下提高了经济效益。

在一些可选地实施方式中，上述步骤S101包括：

步骤a1，获取籽晶和液面接触边缘产生的光圈，并检测光圈的光圈大小和光圈亮度；

步骤a2，将光圈大小和光圈亮度与标准光圈信息进行误差计算，并根据误差结果确认可以执行拉温过程的第一液温，拉温过程是熔接工步中对籽晶和液面接触部分进行降温的过程。

具体地，本发明实施例在籽晶插入熔液后，开启视觉系统检测籽晶和液面接触边缘产生的光圈，从而实时识别检测光圈的光圈大小和光圈亮度。在模型库中，预先保存了多种标准光圈信息，不同的标准光圈信息包括不同的光圈大小和光圈亮度，例如光圈大小可以是光圈半径，光圈亮度为视觉读取的亮度数值。例如：通过将当前检测的光圈大小和光圈亮度与标准光圈信息进行一一比对，当光圈变为单光圈时，计算当前检测的光圈大小和各个标准光圈大小之间的误差，计算当前检测的光圈亮度和各个标准光圈亮度之间的误差，确定与当前检测的光圈大小和光圈亮度最接近的标准光圈信息。由于不同标准光圈信息对应的标准液温不同，从而根据误差结果确认可以执行拉温过程的第一液温。其中第一液温是用于判断是否能够进入拉温过程的液温，当液温达到第一液温时，控制坩埚的边缘加热器调整功率，进入拉温过程。

根据本发明实施例提供的技术方案，基于视觉系统将实时监测的光圈大小和光圈亮度与标准光圈信息进行比对，进而确定液温，显著规避了人工经验判断液温带来的主观误差，提高了识别第一液温的准确率，确保进入拉温过程的时机可靠。

在一些可选地实施方式中，上述步骤S102包括：

步骤b1，当识别到第一液温时，调整坩埚的边缘加热器功率为拉温功率，进入拉温过程，拉温功率通过下式计算得到：

P2＝P1*s

式中，P2表示拉温功率，P1表示引晶功率，引晶功率是用于引晶工步时加载到边缘加热器的预设功率，s表示最低功率系数，最低功率系数的取值范围是[0，1]。

具体地，用于直拉法的坩埚通常至少包含两个加热器，一个设置在坩埚底部，另一个设置在坩埚开口的边缘，在熔化多晶硅原材料的工步两个加热器均开启，在控制熔接、引晶等工步的温度主要开启坩埚的边缘加热器。在本实施例中，当视觉系统识别到能够进入拉温的第一液温时，调整坩埚的边缘加热器功率为拉温功率，使籽晶和液面接触面的温度降低在固液交界面处，通过对熔体进行降温产生由液态转化为固态的相变化，进入单晶硅开始生长的起始阶段。在本实施例中，基于表达式P2＝P1*s计算拉温功率，从而根据最低功率系数对引晶功率进行自动降低，达到一个合适的较低功率，从而提高温度控制的准确度，避免人为主观影响。

在一些可选地实施方式中，上述步骤S101还包括：

步骤c1，在熔接工步的拉温过程中获取籽晶和液面接触边缘产生的光圈，并检测光圈上的生长点数量和生长点大小；

步骤c2，将生长点数量和生长点大小与标准生长点信息进行误差计算，并根据误差结果确认可以执行引晶工步的第二液温。

具体地，本发明除了利用视觉系统对进入拉温过程最合适时机的第一液温进行识别之外，还基于视觉系统在拉温过程中进行液温识别，从而识别出能够进入引晶工步的第二液温，其中第二液温是用于判断是否能够进入引晶工步的液温。相比人工判别的方法，本发明实施例基于相机传感器采集籽晶和液面接触边缘产生的光圈，并检测光圈上的生长点数量和生长点大小。当光圈上出现4个生长点时，基于检测的生长点大小(例如通过生长点的长和宽的尺寸信息限定生长点大小，或者利用半径长度限定生长点大小)，与标准生长点信息进行误差计算，例如标准生长点记录了能够进行引晶工步的标准生长点尺寸。从而根据计算的误差结果判断当前的生长点数量和生长点大小是否与标准生长点信息是否非常接近，误差是否落在了预设误差阈值之内(例如长和宽的阈值、半径的阈值等)，当误差结果落在预设误差阈值之内时，表示当前的液温达到了能够执行引晶工步的第二液温，从而控制坩埚边缘加热器将功率恢复到引晶功率。相比人工判断的方法，显著提高了液温识别的准确率，降低了后续引晶工步、放肩工步的失败几率。

另外，在本发明实施例中，拉温过程可以采用定时开启视觉系统的控制方法，或者，根据温度变化率确定开启视觉系统的时机。例如，在拉温过程中每3min利用视觉系统监测一次，将当前的生长点数量和当前的生长点大小与标准生长点信息进行比对。或者，在拉温过程中，先通过前述实施例的灰度检测方法根据光圈亮度判断液温是否显著上升，实时记载温度变化并计算温度变化率，当温度变化率超过预设变化率阈值时，表示温度已经下降较多，可以开启视觉系统继续分析光圈上的生长点数量和生长点大小，从而显著提高视觉分析的准确率。

在一些可选地实施方式中，上述步骤S102还包括：

步骤d1，当识别到第二液温时，控制坩埚的边缘加热器功率稳定预设时间，进入熔接工步的稳温过程。

步骤d2，基于视觉系统采集稳定后液温，并计算第二液温和稳定后液温的液温误差。

步骤d3，当液温误差小于预设阈值时，确认熔接工步完成。

步骤d4，当液温误差大于等于预设阈值时，重新调整坩埚的边缘加热器功率，重复执行熔接工步。

具体地，在本发明实施中，当通过视觉系统检测到熔接位置达到引晶要求的第二液温时，并不立刻执行引晶工步，而是控制坩埚的边缘加热器功率稳定预设时间，进入熔接工步的稳温过程。若经过一段时间之后(例如5min)，温度变化的液温误差小于预设阈值，则进入引晶工步，否则重新调整坩埚的边缘加热器功率，重复执行熔接工步，进行循环回温，进一步提高熔接工步的准确性和可靠性。在一个可选地实施例中，用于分析液温误差的预设阈值为1.5摄氏度，当液温误差小于1.5摄氏度时，表示稳温成功，从而进一步提高熔接工步的可靠性。

在一些可选地实施方式中，上述步骤d4，包括：

步骤d41，通过下式计算循环回温功率：

P3＝|T2-T3|*l*P1

式中，P3表示循环回温功率，T3表示稳定后液温，T2表示第二液温，l表示预设比例系数，P1表示引晶功率，引晶功率是用于在引晶工步加载到边缘加热器的预设功率。

步骤d42，将坩埚的边缘加热器功率调整为循环回温功率。

具体地，在本发明实施例中，当稳温失败时，基于稳温前后的温度误差和预设比例系数对引晶功率进行调整，从而按照计算得到的循环回温功率令溶液回升到一个高温，对坩埚的边缘加热器的功率进行调整，再重复拉温和稳温过程，避免在不可靠的温度条件下进入引晶工步。本实施例将稳温前后的温度误差引入功率调整控制逻辑中，能够发挥微分调控作用，显著提高熔接工步的可靠性，从而提高后续引晶工步的可靠性。其中，预设比例系数的具体取值根据用户需要可以灵活调整，一般取值范围在[0，2]之间。

需要注意的是，在本发明实施例中，稳温控制次数和控制时间、循环回温控制次数和控制时间的设置功能开放，用户能够灵活定义稳温和循环回温的重复次数限制，避免因为不满足误差要求导致炉台控制系统无限进入稳温和循环回温的死循环控制中。

在一些可选地实施方式中，在上述步骤S101之前，本发明提供的直拉单晶硅熔接方法还包括如下步骤：

步骤e1，通过视觉系统获取坩埚液面俯视形状；

步骤e2，计算坩埚液面俯视形状的中心位置，并将计算的中心位置作为插入籽晶的熔接位置。

具体地，在籽晶进入液面之前，还包括控温和籽晶预热的步骤。其中控温步骤是加料块熔化后液温控制在1458摄氏度附近，重熔预调温的设定液温设置在1456摄氏度～1458摄氏度范围内，防止过热熔接。控温步骤完成后，开始对籽晶进行预热，并确定熔接位置。在预热过程中，自动下降籽晶到液面附近，预热过程是籽晶从液面以上1200mm的位置往液面下降的过程，包括三个阶段，第一次下降从1200mm降到距离液面800mm的位置，停留约2分钟，第二次下降是从800mm到600mm的位置，停留约5分钟，第三次下降从距离液面600mm降低至350mm，停留约2分钟，以上流程为三步籽晶预热过程。预热完毕后，需要找定熔接位置，然后降籽晶插入液面。本发明实施例在找定熔接位置时亦引入视觉系统参与，考虑到坩埚中心位置是最佳的下料位置，本实施例通过视觉系统获取坩埚液面俯视形状，然后通过几何计算找到坩埚液面俯视形状的中心位置，并将计算的中心位置作为插入籽晶的熔接位置。从而令籽晶进一步确保籽晶插入液面的位置更准确，减少人工控制籽晶插入液面的误差。且籽晶插入液面的熔接位置也引入了视觉系统的判断，一般熔接位置(即插入液面的位置)需籽晶大于12mm以上的位置。

需要注意的是，在本发明实施例中，禁用炉台系统的液面接触电压设置功能，避免籽晶插入液面时因为籽晶电压发生变化而停止插入，实现全自动过程控制。

在一个具体应用实施例中，如图3所示，本发明提供的完整步骤如下：

1、控温：加料料块熔化后液温控制在1458摄氏度附近，重熔预调温的设定液温为1456摄氏度～1458摄氏度，防止过热熔接。

2、籽晶预热和熔接位置确定：自动下降籽晶进行预热，在熔接位置确定步骤视觉系统参与。

3、拉温：将熔接位置放置好后，点击炉台系统的“已插入籽晶液面”选项，点击完后视觉系统启用判断，根据光圈变化进行拉温，当光圈变为单光圈时，进行拉温，炉台系统控制拉温功率＝引晶功率*最低功率系数。

4、拉温期间按照设定时间开启视觉捕捉或根据液温变化速率开启视觉捕捉，例如每3min检测一次，检测到光圈形状变化，视觉判断光圈生长点(长点大小由视觉判断)控制坩埚的边缘加热器回升至引晶功率。

5、稳温：当视觉系统判断光圈生长点表示可引晶时，稳温5min(稳温次数和时间根据用户需求定义)，然后根据液温变化率进行判断是否可引晶，即通过5min前记录液温与5min后液温的误差数值判断(不超过1.5摄氏度)。如果不超过误差直接引晶，如果超过误差，进行循环回温。

循环回温逻辑：(5min前记录液温-5min后液温)*比例系数*引晶功率，循环回温使用时间设置根据用户需求定义，设定时间到达后进行引晶。

通过本发明提供的技术方案，本发明在籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息，视觉系统基于相机和预配置的图像识别算法模型组成；之后，根据液温信息控制炉台系统执行熔接工步。本发明将视觉识别技术引入熔接工步，提高熔接自动化水平，令熔接工步不再对液温产生依赖，实现了自动化且做到去技能化、去经验化，做到标准统一，使单晶硅引放成活率显著提高，在低改进成本下提高了经济效益。

在本实施例中还提供了一种直拉单晶硅熔接装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

本实施例提供一种直拉单晶硅熔接装置，如图4所示，包括：

视觉液温采集模块401，用于当籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息，视觉系统基于相机和预配置的图像识别算法模型组成；

熔接控制模块402，用于根据液温信息控制炉台系统执行熔接工步，炉台系统是用于执行直拉法的自动控制系统。

在一些可选地实施方式中，视觉液温采集模块401包括：

第一光圈检测单元，用于获取籽晶和液面接触边缘产生的光圈，并检测光圈的光圈大小和光圈亮度；

第一液温识别单元，用于将光圈大小和光圈亮度与标准光圈信息进行误差计算，并根据误差结果确认可以执行拉温过程的第一液温，拉温过程是熔接工步中对籽晶和液面接触部分进行降温的过程。

在一些可选地实施方式中，视觉液温采集模块401还包括：

第二光圈检测单元，用于在熔接工步的拉温过程中获取籽晶和液面接触边缘产生的光圈，并检测光圈上的生长点数量和生长点大小；

第二液温识别单元，用于将生长点数量和生长点大小与标准生长点信息进行误差计算，并根据误差结果确认可以执行引晶工步的第二液温。

在一些可选地实施方式中，熔接控制模块402，包括：

拉温控制单元，用于当识别到第一液温时，调整坩埚的边缘加热器功率为拉温功率，进入拉温过程，拉温功率通过下式计算得到：

P2＝P1*s

式中，P2表示拉温功率，P1表示引晶功率，引晶功率是用于引晶工步时加载到边缘加热器的预设功率，s表示最低功率系数，最低功率系数的取值范围是[0，1]。

在一些可选地实施方式中，熔接控制模块402，还包括：

稳温单元，用于当识别到第二液温时，控制坩埚的边缘加热器功率稳定预设时间，进入熔接工步的稳温过程；

液温误差计算单元，用于基于视觉系统采集稳定后液温，并计算第二液温和稳定后液温的液温误差；

确认稳温完成单元，用于当液温误差小于预设阈值时，确认熔接工步完成；

重复拉温稳温单元，用于当液温误差大于等于预设阈值时，重新调整坩埚的边缘加热器功率，重复执行熔接工步。

在一些可选地实施方式中，重复拉温稳温单元，包括：

循环回温功率计算单元，应用通过下式计算循环回温功率：

P3＝|T2-T3|*l*P1

式中，P3表示循环回温功率，T3表示稳定后液温，T2表示第二液温，l表示预设比例系数，P1表示引晶功率，引晶功率是用于引晶工步时加载到边缘加热器的预设功率；

循环回温调整单元，应用将坩埚的边缘加热器功率调整为循环回温功率。

在一些可选地实施方式中，装置还包括：

液面形状检测模块，用于通过视觉系统获取坩埚液面俯视形状；

熔接位置识别模块，用于计算坩埚液面俯视形状的中心位置，并将计算的中心位置作为插入籽晶的熔接位置。

上述各个模块和单元的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。

本实施例中的装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。

本发明实施例还提供一种计算机设备，具有上述图4所示的直拉单晶硅熔接装置。

请参阅图5，图5是本发明可选实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，如图5所示，该计算机设备包括：一个或多个处理器10、存储器20，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相通信连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在计算机设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在一些可选的实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个计算机设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图5中以一个处理器10为例。

处理器10可以是中央处理器，网络处理器或其组合。其中，处理器10还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路，可编程逻辑器件或其组合。上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列，通用阵列逻辑或其任意组合。

其中，存储器20存储有可由至少一个处理器10执行的指令，以使至少一个处理器10执行实现上述实施例示出的方法。

存储器20可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些可选的实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器10远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

存储器20可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；存储器20还可以包括上述种类的存储器的组合。

该计算机设备还包括通信接口30，用于该计算机设备与其他设备或通信网络通信。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可记录在存储介质，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程存储介质或非暂时机器可读存储介质中并将被存储在本地存储介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件的存储介质上的这样的软件处理。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；进一步地，存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现上述实施例示出的方法。

本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。本领域技术人员应能理解，计算机程序指令在计算机可读介质中的存在形式包括但不限于源文件、可执行文件、安装包文件等，相应地，计算机程序指令被计算机执行的方式包括但不限于：该计算机直接执行该指令，或者该计算机编译该指令后再执行对应的编译后程序，或者该计算机读取并执行该指令，或者该计算机读取并安装该指令后再执行对应的安装后程序。在此，计算机可读介质可以是可供计算机访问的任意可用的计算机可读存储介质或通信介质。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种直拉单晶硅熔接方法，其特征在于，所述方法包括：

当籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息，所述视觉系统基于相机和预配置的图像识别算法模型组成；

根据所述液温信息控制炉台系统执行熔接工步，所述炉台系统是用于执行直拉法的自动控制系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于视觉系统识别液温信息，包括：

获取籽晶和液面接触边缘产生的光圈，并检测光圈的光圈大小和光圈亮度；

将所述光圈大小和所述光圈亮度与标准光圈信息进行误差计算，并根据误差结果确认可以执行拉温过程的第一液温，所述拉温过程是所述熔接工步中对籽晶和液面接触部分进行降温的过程。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述液温信息控制炉台系统执行熔接工步，包括：

当识别到所述第一液温时，调整坩埚的边缘加热器功率为拉温功率，进入所述拉温过程，所述拉温功率通过下式计算得到：

P2＝P1*s

式中，P2表示拉温功率，P1表示引晶功率，所述引晶功率是用于引晶工步时加载到所述边缘加热器的预设功率，s表示最低功率系数，所述最低功率系数的取值范围是[0，1]。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于视觉系统识别液温信息，还包括：

在所述熔接工步的拉温过程中获取籽晶和液面接触边缘产生的光圈，并检测光圈上的生长点数量和生长点大小；

将所述生长点数量和所述生长点大小与标准生长点信息进行误差计算，并根据误差结果确认可以执行引晶工步的第二液温。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述液温信息控制炉台系统执行熔接工步，还包括：

当识别到所述第二液温时，控制坩埚的边缘加热器功率稳定预设时间，进入所述熔接工步的稳温过程；

基于视觉系统采集稳定后液温，并计算所述第二液温和所述稳定后液温的液温误差；

当所述液温误差小于预设阈值时，确认熔接工步完成；

当所述液温误差大于等于所述预设阈值时，重新调整坩埚的边缘加热器功率，重复执行所述熔接工步。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述重新调整坩埚的边缘加热器功率，包括：

通过下式计算循环回温功率：

P3＝|T2-T3|*l*P1

式中，P3表示所述循环回温功率，T3表示所述稳定后液温，T2表示所述第二液温，l表示预设比例系数，P1表示引晶功率，所述引晶功率是用于引晶工步时加载到所述边缘加热器的预设功率；

将坩埚的边缘加热器功率调整为所述循环回温功率。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述当籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息之前，所述方法还包括：

通过所述视觉系统获取坩埚液面俯视形状；

计算所述坩埚液面俯视形状的中心位置，并将计算的所述中心位置作为插入籽晶的熔接位置。

8.一种直拉单晶硅熔接装置，其特征在于，所述装置包括：

视觉液温采集模块，用于当籽晶插入液面时，基于视觉系统识别液温信息，所述视觉系统基于相机和预配置的图像识别算法模型组成；

熔接控制模块，用于根据所述液温信息控制炉台系统执行熔接工步，所述炉台系统是用于执行直拉法的自动控制系统。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的方法。