[实用新型]全自动硅单晶生长炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种硅单晶生长炉，特别是一种全自动硅单晶生长炉。

背景技术

单晶炉是制备硅单晶的电子专用设备，是现代制造技术与晶体生长工艺技术完美结合的体现，是新一代集机、电、光、仪、计算机一体化的装备。在我国，以单晶炉为代表的晶体生长设备一直存在核心技术不足的问题，高端产品均为国外公司所垄断，在很大程度上制约了我国超大规模集成电路和太阳能产业的发展。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种全自动控制的硅单晶的生长炉。

为解决上述的技术问题，本实用新型的全自动硅单晶生长炉包括炉体、炉筒、循环冷却水系统、提拉装置、保护气系统和控制系统；所述循环冷却水系统设置在炉体外壁上；所述提拉装置固定在炉体上方的炉筒内；所述保护气系统连接在炉体上；所述炉体内设置单晶硅生长环境参数采集系统；所述循环冷却水系统、保护气系统、提拉装置和单晶硅生长环境参数采集系统都与控制系统相连。

所述单晶硅生长环境参数采集系统包括CCD影像采集系统、红外辐射传感器、压力传感器和面式激光传感器。

所述提拉装置采用高精度籽晶提拉装置。

采用上述结构后，依靠提拉装置将硅晶体提拉生长成单晶硅棒，在单晶硅棒生长过程中，对硅单晶生长炉内的环境参数进行实时监控，通过控制系统来自动控制单晶硅棒的生长。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1为炉体，2为炉筒，3为提拉装置，4为循环冷却水系统，5为保护气系统，6为控制系统

具体实施方式

如图1所示全自动硅单晶生长炉包括炉体1、炉筒2、循环冷却水系统4、提拉装置3、保护气系统5和控制系统6；所述循环冷却水系统4设置在炉体1外壁上，硅单晶生长炉工作时炉内的温度会很高，所以需要对炉体外壁进行冷却，这样也通过控制循环冷却水的速度来控制硅单晶生长炉内的环境温度。所述提拉装置3固定在炉体1上方的炉筒2内，在硅单晶的生产过程中需要拉长单晶硅棒，这就需要提拉装置3来控制单晶硅的拉速。

所述保护气系统5连接在炉体1上；所述炉体1内设置单晶硅生长环境参数采集系统；所述循环冷却水系统4、保护气系统5、提拉装置3和单晶硅生长环境参数采集系统都与控制系统6相连。

所述单晶硅生长环境参数采集系统包括CCD影像采集系统、红外辐射传感器、压力传感器和面式激光传感器，在单晶硅的生长过程中，单晶硅棒的生长容易受到热场波动和生长速度变化的影响。采用红外辐射传感器分别检测液面和炉体外壁温度，保证晶体生长的高可靠性。采用面式激光传感器定位籽晶原始位置，保证自动引晶的高可靠性。

所述提拉装置采用高精度籽晶提拉装置，实现拉晶转速高，确保单晶的高可靠性。

整个系统的工作过程如下：先通过面式激光传感器定位籽晶原始位置，提拉装置3开始拉长单晶硅棒。在拉长生长的过程中，通过单晶硅生长环境参数采集系统采集温度、生长速度的参数值，将这些参数值传输给控制系统进行分析处理，然后系统通过控制提拉装置3、循环冷却水系统4、保护气系统5来确保单晶硅棒的生长参数在需要的范围之内。单晶硅棒的整个生长过程可以通过CCD影像采集系统进行全程监控，确保晶体生长的可靠性。