[实用新型]可自动调节放肩工艺参数的单晶炉

说明书

本发明提供一种可自动调节放肩工艺参数的单晶炉，包括：晶体提拉模块、机器视觉直径测量模块和温度控制模块；所述提拉系统包括：转轴、连接在转轴上的绕线轮和一端连接在绕线轮上的软轴；所述软轴的另一端与晶体连接，在拉制单晶的工作过程中，转轴带动绕线轮旋转，使所述软轴与绕线轮相连的一端缠绕在绕线轮上，进而使软轴与晶体相连的一端对晶体进行提拉；所述提拉系统通过驱动电机穿过减速器，进而通过有齿轮齿条机构带动。本发明能使晶体放肩生长过程在整个生长过程中始终保持放肩形状一致，在不同单晶炉内部生长环境下，有效调整放肩生长的工艺参数。

技术领域

本实用新型涉及可自动调节放肩工艺技术领域，具体而言，尤其涉及可自动调节放肩工艺参数的单晶炉。

背景技术

目前，单晶炉是应用最广泛的晶体生长设备，提拉法(CZ)也是研究历史悠久，工艺最成熟，使用最广泛的一种晶体生长方法。但是晶体生长过程中存在着很多因素仍然影响着晶体的成晶率、品质和产量，所以，研究晶体生长控制，以及晶体生长的各个子生长过程，提高晶体成活率，意义就显得十分重大。

在提拉法生长晶体时，晶体生长控制的工艺参数是晶体生长的重要一环。根据各种单晶炉的参数设置不同，晶体的成晶品质和产量等也会有很大的不同。本实用新型提到的晶体放肩生长过程是晶体生长成晶的一个关键过程。晶体放肩生长的好坏直接影响到整个晶体生长的成败。可自动调节放肩参数控制方法(AutomaticControlCrown Parameter，简称ACCP)是在单晶炉控制系统中进行的控制系统晶体放肩算法的改进活动。以控制算法计算，并自动产生的控制参数，与控制系统进行交互，来控制放肩生长过程，改良放肩工艺参数的获取方法与控制技术。ACCP方法为控制系统提供一个良好的系统控制策略。该控制方法有效利用晶体生长速度、放肩起始速度、放肩直径开始测量长度、功率调节系数等晶体生长的控制参数，根据晶体生长来实时记录晶体的生长数据，以此为基础来构建放肩控制参数的知识库，从而克服传统控制系统放肩方法和目前较流行的角度放肩方法的缺陷。现有的单晶炉控制系统的传统放肩算法大同小异，普遍问题是控制工艺复杂，算法控制困难，控制工艺参数编写难度大，且晶体生长内部环境复杂变化多样，生长过程中需要人工干预，很难有一整套成熟的工艺参数，可以适应现有的复杂多变的晶体内部生长环境。

传统的晶体放肩控制算法，通常是根据晶体生长的温度和实际晶体生长的拉速来调节放肩参数，可以简单的理解为固定拉速的放肩算法。目前，尽管很多人提出了角度放肩的控制算法，虽然可以在一定程度上改进传统放肩过程的生长控制问题，但是同样存在着人工干预过多，参数编写难度大，对实际晶体生长内部环境适应能力差等普遍突出的问题，且受到工艺技术人员自身的专业素质影响，需要耗费大量的人工参与，来干预放肩的生长过程。如果干预过度，或干预不及时，晶体肩部形状差且成活率，人力成本较高。传统的角度放肩算法在实际晶体生长过程中，往往存在许多的不确定因素，增加了单晶炉的操作难度和晶体断线的风险。

实用新型内容

根据上述提出单晶炉的操作难度和晶体断线的风险高的技术问题，而提供一种可自动调节放肩工艺参数的单晶炉。本实用新型主要利用一种可自动调节放肩工艺参数的单晶炉，其特征在于，包括：晶体提拉模块、机器视觉直径测量模块和温度控制模块。所述提拉系统通过驱动电机穿过减速器，进而通过有齿轮齿条机构带动；所述提拉系统通过电动机实现升降运动并同时通过涡轮减速机带动滚动花键轴，滚动花键轴副驱动卷轮旋转并承担起支撑。

进一步地，所述机器视觉直径测量模块通过工业摄像机捕获单晶生长图像，所述工业摄像机采集的图像系统将进行图像信号和数字信号的转换，实时传送给上位计算机并获取单晶体的边缘位置。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型从晶体放肩生长过程的工艺参数控制的根源入手，在原提拉单晶炉的控制方法的基础上，设计了一种具有自动调节放肩工艺参数的单晶炉和控制方法。它能使晶体放肩生长过程在整个生长过程中始终保持放肩形状一致，在不同单晶炉内部生长环境下，有效调整放肩生长的工艺参数。

附图说明