[发明专利]一种直拉单晶引晶工艺及用于该引晶工艺的单晶炉

说明书

本发明提供一种直拉单晶引晶工艺，包括：采用若干CCD同步对引晶晶体直径进行监控，获得若干组所述引晶晶体直径的测试值；取所述测试值中的较大值与所述引晶晶体直径的标准值相比较；再调整所述引晶晶体拉晶速度使所述测试值在所述标准值范围内。本发明还提出用以该引晶工艺的单晶炉。本发明提出的引晶工艺，通过两组CCD测得的引晶直径作对比，选择CCD中显示的最小直径为引晶直径，并通过该直径进行引晶调节，获得合格的引晶晶体，且引晶晶体不发生引断，引晶成晶率高。

技术领域

本发明属于太阳能直拉硅单晶制作技术领域，尤其是涉及一种直拉单晶引晶工艺及用于该引晶工艺的单晶炉。

背景技术

直拉单晶生长过程主要包括拆清、熔料、熔接、稳温、引晶、扩肩、转肩、等径、收尾、停炉工步。引晶对于晶体生长是关键的一步，其主要目的是排除籽晶位错，生长出无位错单晶。理论认为引晶细径长度大于一个单晶直径就可以完全排斥位错。目前引晶主要通过CCD采集炉内亮度，信号通过网线传输至工控机进行处理计算，得出直径值，通过直径大小调节拉晶速度实现引晶。当前使用单CCD采集，如果热场不对中，可能影响到信号的采集不准确导致引晶断。并且引晶长度越长，引断的风险越大，导致后期需要人工手动引晶。

现有常规单晶直径为160-210mm，对于大尺寸单晶的直径在240-310mm，引晶长度需大于1个直径，也就是整体长度大于现在常规直径单晶。所以单CCD系统引晶引断的风险更大，实现自动引晶更加困难。本专利考虑使用双CCD采集系统，兼顾二者采集数据，实现数据更加稳定性，并配合使用合适的引晶工艺，从而实现大尺寸单晶的自动引晶。

发明内容

本发明提供一种直拉单晶引晶工艺及用于该引晶工艺的单晶炉，解决了现有技术中引晶过程中单CCD监控获得的引晶直径不准确导致容易引晶折段的技术问题，本发明提出的引晶工艺，通过两组CCD测得的引晶直径作对比，选择CCD中显示的最小直径为引晶直径，并通过该直径进行引晶调节，获得合格的引晶晶体，且引晶晶体不发生引断，引晶成晶率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种直拉单晶引晶工艺，包括：采用若干CCD同步对引晶晶体直径进行监控，获得若干组所述引晶晶体直径的测试值；取所述测试值中的较大值与所述引晶晶体直径的标准值相比较；再调整所述引晶晶体拉晶速度使所述测试值在所述标准值范围内。

进一步的，当较大的所述测试值大于所述标准值时，提升所述拉晶速度，直至获得的所述测试值在所述标准值范围内。

进一步的，当较大的所述测试值小于所述标准值时，降低所述拉晶速度，直至获得的所述测试值在所述标准值范围内。

进一步的，所述测试值为所述CCD监控籽晶熔接外径所在投影环上的亮度区端点直线距离与所述CCD测试校准系数之积。

进一步的，所述CCD测试校准系数为0.05-0.15。

进一步的，所述引晶晶体直径的标准值为4.5-5.5mm。

进一步的，在所述引晶过程中，所述拉晶速度范围为220-350mm/hr。

进一步的，所述引晶晶体的高度不小于采用所述引晶工艺获得的单晶等径直径；所述单晶等径直径为240-310mm。

进一步的，所述CCD数量为两个。

一种用于上述任一项所述的引晶工艺的单晶炉，其特征在于，包括若干设置在所述单晶炉上的所述CCD，所述CCD用于所述引晶工艺对所述引晶晶体直径进行同步监控。

与现有技术相比，本发明提出的引晶工艺，通过两组CCD测得的引晶直径作对比，选择CCD中显示的最小直径为引晶直径，并通过该直径进行引晶调节，获得合格的引晶晶体，且引晶晶体不发生引断，引晶成晶率高。

附图说明