[發(fā)明專利]一種單晶爐

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610818921.8
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN107815729A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 鄧先亮
• 申請（專利權）人: 上海新昇半導體科技有限公司
• 主分類號: C30B15/20
• 分類號: C30B15/20;C30B29/06
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 余昌昊

1.一種單晶爐，所述單晶爐用于一單晶體的生長，其特征在于，所述單晶爐包括一長晶爐腔和一控制系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)包括一用于采集所述長晶爐腔中的數(shù)據的數(shù)據采集模塊、一用于將所述數(shù)據進行數(shù)據分析處理并且反饋一控制信號的數(shù)據處理模塊以及一用于對所述長晶爐腔反饋所述控制信號的輸出模塊；

所述數(shù)據處理模塊包括一仿真結果數(shù)據庫和一數(shù)據存儲模塊，所述仿真結果數(shù)據庫為通過模擬仿真構建出的一長晶數(shù)據庫；所述數(shù)據存儲模塊用于存儲所述長晶數(shù)據庫和所述數(shù)據采集模塊采集的實時數(shù)據。

2.如權利要求1所述的單晶爐，其特征在于，所述單晶爐還包括一爐體、設于所述爐體內且用于裝熔融多晶硅料的坩堝、用于提拉和旋轉所述單晶體的提拉桿。

3.如權利要求2所述的單晶爐，其特征在于，以所述爐體的幾何結構為基礎，依據所述單晶體生長中各個階段定義的工藝參數(shù)進行建模，利用一長晶模擬仿真軟件進行計算，利用計算結果建立所述長晶數(shù)據庫。

4.如權利要求3所述的單晶爐，其特征在于，所述長晶數(shù)據庫中包括以所述爐體的幾何結構為基礎，不同的所述單晶體生長各個階段定義的工藝參數(shù)、不同的所述單晶體生長各個階段中所述爐體內的溫度分布圖或者溫度分布曲線、以及相對應的不同的所述單晶體生長各個階段中所述爐體內的流場分布圖或者流場分布曲線。

5.如權利要求4所述的單晶爐，其特征在于，所述數(shù)據處理模塊將所述實時數(shù)據在所述長晶數(shù)據庫中進行查找、對比和分析，反饋出一控制信號，所述控制信號為所述單晶體生長下一時刻的定義的工藝參數(shù)。

6.如權利要求1至5中任意一項所述的單晶爐，其特征在于，所述數(shù)據存儲模塊分為第一數(shù)據存儲模塊和第二數(shù)據存儲模塊，所述第一數(shù)據存儲模塊存儲所述長晶數(shù)據庫，所述第二數(shù)據存儲模塊存儲所述實時數(shù)據。

7.如權利要求6所述的單晶爐，其特征在于，所述第二數(shù)據存儲模塊的實時數(shù)據更新和優(yōu)化所述第一數(shù)據存儲模塊的長晶數(shù)據庫。

8.如權利要求2所述的單晶爐，其特征在于，所述長晶爐腔包括一晶控模塊和一堝控模塊，所述晶控模塊用于調節(jié)所述單晶體的提拉速度和單晶體轉速，所述堝控模塊用于調節(jié)所述坩堝內溫度、所述坩堝的升降速度和坩堝轉速。

9.如權利要求8所述的單晶爐，其特征在于，所述數(shù)據采集模塊包括一用于監(jiān)測所述單晶體位置的晶位傳感器、一用于監(jiān)測所述坩堝位置的堝位傳感器、一實時測量所述坩堝內溫度的溫度傳感器，所述數(shù)據采集模塊采集所述單晶體的提拉速度數(shù)據和單晶體轉速數(shù)據、所述坩堝的升降速度數(shù)據和坩堝轉速數(shù)據以及所述坩堝內的溫度數(shù)據。

10.如權利要求8所述的單晶爐，其特征在于，所述晶控模塊包括一控制所述提拉桿提拉所述單晶體的晶升電機和一控制所述單晶體旋轉的晶轉電機。

11.如權利要求8所述的單晶爐，其特征在于，所述堝控模塊包括一控制所述坩堝旋轉的堝轉電機、一控制所述坩堝升降的堝升電機、對所述坩堝進行加熱的加熱模塊以及根據所述坩堝內的溫度控制所述加熱模塊的溫控模塊。

12.如權利要求2所述的單晶爐，其特征在于，所述長晶爐腔還包括一控制所述爐體內的氣壓的氣壓控制模塊。

13.如權利要求12所述的單晶爐，其特征在于，所述數(shù)據采集單元還包括一用于采集所述爐體的氣壓值的氣壓檢測器。

14.如權利要求1所述的單晶爐，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括一報警模塊，用于提示和記錄所述單晶體生長過程中的故障信息。

15.如權利要求1所述的單晶爐，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括一顯示模塊，用于顯示所述實時數(shù)據和所述控制信號。