[發明專利]一種單晶爐直拉對中校準系統及校準方法

在審

• 申請號: 202011258162.7
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN114481300A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 吳樹飛;郝瑞軍;趙國偉;周澤;劉振宇;楊瑞峰;劉學;王建宇
• 申請（專利權）人: 內蒙古中環協鑫光伏材料有限公司
• 主分類號: C30B15/20
• 分類號: C30B15/20;C30B29/06
• 代理公司: 天津諾德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12213
• 代理人: 欒志超

本發明一種單晶爐直拉對中校準系統及校準方法，用于提拉鋼線與石英坩堝同軸線校準，包括：置于單晶爐主室內側并被懸空設置的校準部；監測部；以及用于與監測部連接的處理器；其中，提拉鋼線繃直設置；校準部與提拉鋼線下端的重錘連接，且校準部下端面距離石英坩堝上端面有一定距離。本發明可快速精準地多次重復對中校準，結果穩定且一致性好，為后續晶體生長時確保晶體棒和石英坩堝的旋轉中心重合奠定基礎，降低了由于熔硅液面抖動造成的固液界面異常，最大限度地保證晶體正常生長，整體誤差率由現有的10％降低至5％，檢測效率提高了5％左右，再現一致性好，提高晶體生長合格率。

技術領域

本發明屬于直拉單晶制造設備技術領域，尤其是涉及一種單晶爐直拉對中校準系統及校準方法。

背景技術

在單晶生長過程中，為保證晶體良好的生長環境，需要穩定的固液界面維持熱場溫度的分布，即單晶拉制過程中盡可能的減少液面抖動情況。然而單晶在生長過程中，提拉鋼線和石英坩堝是同軸反向旋轉，如果晶體棒和石英坩堝的旋轉中心不重合，那么在石英坩堝旋轉過程中，石英坩堝堝內的硅液對晶體棒的阻力會使晶體棒甩起來，使固液界面發生偏移，固液界面形狀發生變化，從而影響石英坩堝內熱場的分布，破壞晶體生長環境，導致晶體生長困難。為了保證單晶晶體的正常生長，就必須使提拉鋼線和石英坩堝的旋轉軸中心重合，在實際生產過程中，必須在每一爐次的晶體生長之前對提拉鋼線和石英坩堝進行對中校準，保證提拉系統各部分均位于統一的中心軸線上。

目前，現有技術采用人眼觀測的方法對單晶爐進行對中檢測，即通過重錘在坩堝支架的中心位置放置一個水平刻度盤，用人眼從CCD攝像機的窗口中觀測重錘是否在刻度盤的中心處，來加以判定提拉鋼線和石英坩堝的軸線中心是否重合。但這種判斷方法誤差范圍較大、檢測精度低、且再現一致性差，檢測效率低。

發明內容

本發明提供一種單晶爐直拉對中校準系統及校準方法，用于提拉鋼線與石英坩堝同軸線校準，解決了現有對中校準方法出現的誤差范圍較大、檢測精度低、且再現一致性差，檢測效率低的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種單晶爐直拉對中校準系統，用于提拉鋼線與石英坩堝同軸線校準，包括：

置于單晶爐主室內側并被懸空設置的校準部；

監測部；

以及用于與所述監測部連接的處理器；

其中，所述提拉鋼線繃直設置；所述校準部與所述提拉鋼線下端的重錘連接，且所述校準部下端面距離所述石英坩堝上端面有一定距離。

進一步的，所述監測部被設置于與所述提拉鋼線同軸，并用于監測所述提拉鋼線與所述校準部是否同軸。

進一步的，所述校準部下端面距離所述石英坩堝上端面高度為50-60mm；且所述校準部為倒錐形結構，所述校準部高度不小于700mm。

進一步的，所述校準部下端面直徑為220-230mm；所述校準部重量為60-70kg。

進一步的，所述監測部包括：

被設置在單晶爐副室頂部提拉頭上的紅外線發射器或紅外線接收器；

和被設置在所述重錘上端面的紅外線接收器或紅外線發射器；

所述紅外線接收器與所述處理器連接。

進一步的，在所述主室內還設有用于防止所述提拉鋼線晃動幅度較大的穩固裝置，所述穩固裝置被設置在所述石英坩堝的上方；

所述穩固裝置包括相對設置的伸縮桿，所述伸縮桿一端固設于所述主室內側壁，另一端懸空設置，且在所述伸縮桿遠離所述主室內壁一側設有卡爪；兩個所述卡爪對位形成的空間被所述提拉鋼線貫穿設置，且不與所述提拉鋼線接觸；