[发明专利]确定单晶炉引晶温度的方法及直拉法制备单晶硅的方法

说明书

本申请公开了一种确定单晶炉引晶温度的方法及直拉法制备单晶硅的方法。所述方法包括：引晶前测量所述单晶炉内用于引晶的熔体的温度，并得到温度‑时间曲线；对所述温度‑时间曲线进行傅里叶分析，得到频率‑振幅曲线；根据所述温度‑时间曲线判断熔体温度无剧烈变化之后，再以引晶温度稳定的频率‑振幅曲线作为标准参考曲线，将得到的所述频率‑振幅曲线与标准参考曲线进行比较，以判断引晶温度是否稳定。本申请所述方法通过傅里叶分析辅助及时间‑温度曲线，提高了引晶温度稳定性判断的准确率，降低了因误判引晶温度而导致的断线率。

技术领域

本申请涉及单晶硅制备领域，具体而言涉及一种确定单晶炉引晶温度的方法及直拉法制备单晶硅的方法。

背景技术

工业上通常使用直拉法来制备大尺寸半导体级单晶硅。直拉法制备单晶硅有以下流程：化料、稳温、引晶、放肩、等径、收尾、冷却、取棒。其中，引晶前需要溶液温度稳定在引晶温度。一般将籽晶浸没入硅熔体，观察籽晶与熔体接触处光圈的亮度与形状来观察引晶温度是否合适。在引晶温度不合适时，需要手动调整温度。

然而在使用直拉法制备大尺寸半导体级单晶硅时，通常使用磁场来控制熔体对流来控制晶体缺陷、氧含量及杂质分布。加入的磁场抑制了熔体对流，坩埚壁处热熔体难以迅速到达液面，手动调整温度到液面温度变化会有长达数小时的滞后，从而导致在寻找引晶温度的过程中会耗费大量的时间，影响产能。

由于熔体流动的周期性及湍流引起的温度波动，籽晶所处位置温度并不是一个常数，而是在一定范围内波动且工业上采用的红外测温仪测量精度有限，因此通过常规的看温度曲线的办法难以确定熔体温度是否稳定。通常采用时间平均的办法处理温度波动来得到一个平缓的曲线，但是所述方法会丧失流体流动的周期性特征。

因此需要进行改进，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一种确定单晶炉引晶温度的方法，所述方法包括：

引晶前测量所述单晶炉内用于引晶的熔体的温度，并得到温度-时间曲线；

对所述温度-时间曲线进行傅里叶分析，得到频率-振幅曲线；

根据所述温度-时间曲线判断熔体温度无剧烈变化之后，再以引晶温度稳定的频率-振幅曲线作为标准参考曲线，将得到的所述频率-振幅曲线与标准参考曲线进行比较，以判断引晶温度是否稳定。

可选地，所述判断引晶温度是否稳定包括：

将得到的频率-振幅曲线中出现的振幅峰值的位置和振幅值与所述标准参考曲线中相应的振幅峰值的位置和振幅值进行比较，若所述频率-振幅曲线和所述标准参考曲线中振幅峰值的位置和振幅值相互对应，则引晶温度稳定。

可选地，所述方法包括：

先判断所述频率-振幅曲线中出现振幅峰值的位置与所述标准参考曲线中相应的振幅峰值的位置是否对应；

若所述频率-振幅曲线和所述标准参考曲线中的振幅峰值相互对应，则进一步判断所述频率-振幅曲线中与所述标准参考曲线的中的特定振幅峰值的振幅值之间的差值是否在预设阈值之内，若在预设阈值之内，则引晶温度稳定，若超出所述预设阈值则引晶温度不稳定。

可选地，判断所述频率-振幅曲线和所述标准参考曲线中振幅峰值是否相互对应包括：

若频率-振幅曲线中振幅峰值的位置与标准参考曲线中振幅峰值的位置的差值在设定阈值之内，则认定所述频率-振幅曲线和所述标准参考曲线中振幅峰值相互对应；

若频率-振幅曲线中振幅峰值的位置与标准参考曲线中振幅峰值的位置的差值在超出设定阈值，则认定频率-振幅曲线和所述标准参考曲线中振幅峰值不相互对应。

可选地，以预定时间间隔测量所述单晶炉内用于引晶的熔体的温度，并得到温度-时间曲线。