[发明专利]一种控制硅熔体坩埚安全升降的方法和装置

说明书

本发明提供一种控制硅熔体坩埚安全升降的方法和装置，所述方法包括：获取所述坩埚的初始位置高度POS₀、所述坩埚中硅熔体的初始液面高度D₀以及所述坩埚中硅熔体液面与导流筒之间的初始距离MG₀；获取当前生长的硅晶棒长度为L时的所述坩埚的当前位置高度POS_L和所述坩埚中硅熔体的当前液面高度D_L；根据所述初始位置高度POS₀、所述当前位置高度POS_L、所述初始液面高度D₀和所述当前液面高度D_L判断当前生长的硅晶棒长度为L时所述坩埚的当前位置高度是否安全。根据本发明的控制硅熔体坩埚安全升降的方法和装置，避免了拉晶过程中因为坩埚的上下移动超出限度而发生毁损，同时保证了在坩埚上下移动过程中其中的硅熔体液面的稳定性，保证了硅晶棒的稳定生长。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体而言涉及一种控制硅熔体坩埚安全升降的方法和装置。

背景技术

直拉法(Cz)是制备半导体及太阳能用硅单晶的一种重要方法，通过碳素材料组成的热场对放入坩埚的高纯硅料进行加热使之熔化，之后通过将籽晶浸入熔体当中并经过一系列(引晶、放肩、等径、收尾、冷却)工艺过程，最终获得单晶棒。

参看图1，其示出了一种半导体晶体生长装置的示意图。半导体晶体生长装置包括炉体1，炉体1内设置有坩埚11，坩埚11外侧设置有对其进行加热的加热器12，坩埚11内容纳有硅熔体13。

在炉体1顶部设置有提拉装置14，在提拉装置14的带动下，籽晶从硅熔体液面提拉拉出硅晶棒10，同时环绕硅晶棒10四周设置热屏装置，示例性的，如图1所示，热屏装置包括有导流筒16，导流筒16设置为圆锥桶型，其作为热屏装置一方面用以在晶体生长过程中隔离石英坩埚以及坩埚内的硅熔体对晶体表面产生的热辐射，提升晶棒的冷却速度和轴向温度梯度，增加晶体生长数量，另一方面，影响硅熔体表面的热场分布，而避免晶棒的中心和边缘的轴向温度梯度差异过大，保证晶棒与硅熔体液面之间的稳定生长；同时导流筒还用以对从晶体生长炉上部导入的惰性气体进行导流，使之以较大的流速通过硅熔体表面，达到控制晶体内氧含量和杂质含量的效果。

为了实现硅晶棒的稳定增长，在炉体1底部还设置有驱动坩埚11旋转和上下移动的驱动装置15，驱动装置15驱动坩埚11在拉晶过程中保持旋转是为了减少硅熔体的热的不对称性，使硅晶柱等径生长。驱动装置15驱动坩埚11上下移动是为了保证硅熔体具有稳定的液面位置，保证晶棒生长的稳定性。

然而，在驱动装置15驱动坩埚11上下移动的过程中，往往发生坩埚位置超出或低于预定位置，使硅熔体液面偏高或者偏低，影响晶体生长质量；更有甚者，在坩埚向上移动超出硅熔体液面一定程度后，与导流筒16接触，导致装置毁损。

为此，有必要提出一种新的控制硅熔体坩埚安全升降的方法和装置，用以解决现有技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种控制硅熔体坩埚安全升降的方法，所述方法包括：

获取所述坩埚的初始位置高度POS₀、所述坩埚中硅熔体的初始液面高度D₀以及所述坩埚中硅熔体液面与导流筒之间的初始距离MG₀；

获取当前生长的硅晶棒长度为L时的所述坩埚的当前位置高度POS_L和所述坩埚中硅熔体的当前液面高度D_L；