[发明专利]一种拉晶装置、设备及方法

说明书

本发明实施例提供了一种拉晶装置、设备及方法，拉晶装置包括：坩埚，包括一用于容纳硅熔液的容纳空间；磁场发射部，用于向坩埚处输出磁场；温度测量部，用于测量一个或多个指定位置的硅熔液的温度值；控制部，控制部分别与磁场发射部和温度测量部连接，控制部用于接收温度测量部发送的一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定磁场发射部输出磁场的目标磁场强度，并控制磁场发射部输出强度为目标磁场强度的磁场。这样可以对磁场进行自动化调控，能将硅熔液的对流强度控制在一定范围内，进而优化硅熔液对流变化所导致的硅熔液内部的热传导，为硅晶体生长提供更加稳定的工艺条件。

技术领域

本发明涉及硅片加工制造领域，特别涉及一种拉晶装置、设备及方法。

背景技术

在大尺寸单晶硅的生长过程中，可以通过引入磁场来抑制单晶硅生长过程中硅熔液的对流，进而来减小对硅晶体生长固液界面的影响，最终保证硅晶体生长的稳定性。

在硅晶体生长过程中，坩埚内的温度会逐步产生变化，硅熔液(或称为熔体)的对流也会逐步变化，因此对磁场强度的需求也会随之变化。硅熔液对流的变化会导致硅熔液内部热传导的变化，恒定的磁场不能降低硅熔液对流变化对硅晶体生长的影响。并且现有的拉晶装置只能保持固定磁场，无法对硅熔液的对流进行精确管控，进而也就无法保证硅晶体生长的稳定性。

发明内容

本发明实施例提供了一种拉晶装置、设备及方法，以解决现有的拉晶装置只能保持固定磁场无法对硅熔液的对流进行精确管控的问题。

第一方面，为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种拉晶装置，包括：

坩埚，包括一用于容纳硅熔液的容纳空间；

磁场发射部，用于向所述坩埚处输出磁场；

温度测量部，用于测量一个或多个指定位置的硅熔液的温度值；

控制部，所述控制部分别与所述磁场发射部和所述温度测量部连接，所述控制部用于接收所述温度测量部发送的一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度，并控制所述磁场发射部输出强度为目标磁场强度的磁场。

可选地，所述控制部具体用于根据一个或多个指定位置的硅熔液的温度值，确定所述硅熔液的最大温度差，并根据所述硅熔液的最大温度差确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度。

可选地，所述温度测量部至少包括：红外温度计，所述红外温度计与所述控制部连接，所述红外温度计的测量端指向靠近所述容纳空间的侧壁一侧的硅熔液，所述红外温度计用于获取所述硅熔液的最大温度值，并将所述硅熔液的最大温度值发送给所述控制部。

可选地，所述控制部用于根据以下公式确定所述磁场发射部输出磁场的目标磁场强度B

其中，α是硅熔液的热膨胀系数，d是坩埚的直径，ΔT是硅熔液的最大温度差，A是预设的比例系数，g是重力加速度，v_k是动力粘滞系数，σ是导电系数，B是目标磁场强度，ρ是硅熔液的密度。

可选地，所述拉晶装置还包括：

热屏，所述热屏位于所述坩埚的上方；

晶棒提升部，所述晶棒提升部位于所述坩埚的上方。

第二方面，本发明实施例还提供了一种单晶硅生产设备，包括如上所述的拉晶装置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种控制方法，应用于如上所述的拉晶装置；

所述控制方法包括：