[发明专利]一种测量晶体硅铸锭过程中温度梯度的方法和装置

权利要求书

1.一种测量晶体硅铸锭过程中温度梯度的方法，其特征在于，包括：

(1)提供测试棒和坩埚，所述坩埚中装有硅熔体，将所述测试棒置于所述硅熔体中，然后向上提拉，测试所述测试棒在所述硅熔体中的拉力值F1；测试结束后，提升所述测试棒至所述坩埚的顶部；

(2)调节温度进入长晶阶段，使所述硅熔体开始形核结晶形成晶体硅，此时所述坩埚中包括晶体硅、糊状区和未结晶的硅熔体，将所述测试棒伸入所述坩埚中并下降直至到达所述晶体硅的位置，然后将所述测试棒向上提拉，实时监测所述测试棒在提拉过程中的拉力值F变化，所述提拉的速度与步骤(1)的提拉速度相同；当所述拉力值F与所述F1相同或相近时，停止提拉，测试此时所述测试棒的提升高度，所述提升高度即为糊状区的厚度L；

(3)按照公式G＝(T_L–T_s)/L计算出温度梯度G与糊状区厚度L的数量关系，其中T_L–T_s代表硅熔体T_L与晶体硅T_s的温度差，所述T_L–T_s为常数。

2.如权利要求1所述的测量晶体硅铸锭过程中温度梯度的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述测试棒向上提拉的速度为0.01mm/s-100mm/s。

3.如权利要求2所述的测量晶体硅铸锭过程中温度梯度的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述测试棒向上提拉的速度为10mm/s-100mm/s。

4.如权利要求1所述的测量晶体硅铸锭过程中温度梯度的方法，其特征在于，当所述晶体硅的高度为1cm时，将所述测试棒伸入所述坩埚中测试所述拉力值F的变化。

5.如权利要求1所述的测量晶体硅铸锭过程中温度梯度的方法，其特征在于，当所述测试棒下降过程中遇到突然增大的阻力时表示所述测试棒到达所述晶体硅的位置，此时所述测试棒停止下降，开始向上提拉。

6.如权利要求1所述的测量晶体硅铸锭过程中温度梯度的方法，其特征在于，在长晶阶段，每隔5min-60min测定一次所述糊状区的厚度。

7.如权利要求1所述的测量晶体硅铸锭过程中温度梯度的方法，其特征在于，所述测试棒为石英棒或氮化硅棒。

8.一种用于测量晶体硅铸锭过程中温度梯度的装置，其特征在于，包括测试棒、与所述测试棒的一端相连接的压力传感器，以及用于驱动所述测试棒进行上下直线运动的驱动装置；所述测试棒的另一端用于伸入铸锭炉的坩埚中测试糊状区的厚度，所述压力传感器用于实时监测所述测试棒在糊状区和硅熔体中上下直线运动过程中所产生的压力信号。

9.如权利要求8所述的用于测量晶体硅铸锭过程中温度梯度的装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机、与所述电机连接的用于带动所述测试棒上下直线运动的移动件以及用于支撑所述移动件的支撑件。

10.如权利要求8所述的用于测量晶体硅铸锭过程中温度梯度的装置，其特征在于，所述实时监测时，所述压力传感器每隔0.1秒采集一次数据。