[发明专利]一种防断棱的大尺寸单晶放肩方法

说明书

本发明公开了一种防断棱的大尺寸单晶放肩方法，包括设定一个基础拉速V_0L，确定基础拉速V_0L下对应的单晶直径设定变化速率V_0d，通过单晶炉操作系统计算单晶直径在单位时间内的实际变化速率V_实d，然后比较单晶直径的设定变化速率V_0d与实际变化速率V_实d的大小；通过比较二者的偏差量，系统自行计算拉速调整量并对基础拉速进行实时调整。本发明的优点是有效避免了放肩过程中长晶界面温度梯度多变与设定的拉速不匹配而产生断棱异常，提高放肩成活率。

技术领域

本发明涉及大尺寸单晶放肩工艺技术领域，尤其涉及一种防断棱的大尺寸单晶放肩方法。

背景技术

就当前单晶行业发展趋势来看，大尺寸单晶的研发是行业内的风向标，而大尺寸单晶在研发过程中的难点就是放肩成活率低，这也是制约大尺寸单晶量产的主要因素。

目前，随着行业内大尺寸单晶的提出后，相应的拉晶水冷屏口径扩大、热场尺寸加大，导致长晶界面热量散失加快，热场径向温度梯度和纵向温度梯度加大，使放肩时长晶界面温度瞬息万变。晶体是固态，硅液是液态，长晶界面属于熔融形态，介于固态和液态。温度低时加剧液态转换为固态，温度高时抑制晶体生长。其中，存在温度、拉速拉一个匹配关系保证单晶正常生长。

参见图1和图2，原放肩工艺放肩过程采用分阶段恒定拉速放肩，但是，这种方式很难匹配大尺寸放肩时长晶的速度，从而导致放肩过程频繁出现断棱现象，降低了放肩成活率。

发明内容

本发明目的就是为了解决现有放肩工艺易产生断棱现象、放肩成活率低的问题，提供了一种防断棱的大尺寸单晶放肩方法，采用变速拉肩的方式，有效避免了放肩过程中长晶界面温度梯度多变与设定的拉速不匹配而产生断棱异常，提高放肩成活率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种防断棱的大尺寸单晶放肩方法，所使用的系统包括单晶炉操作系统，具体步骤如下，包括：

（1）放肩过程中，先设定一个基础拉速V_0L；

（2）确定基础拉速V_0L下对应的单晶直径设定变化速率V_0d；

（3）通过单晶炉操作系统计算单晶直径在单位时间内的实际变化速率V_实d；

（4）比较单晶直径的设定变化速率V_0d与实际变化速率V_实d的大小；

（5）当实际液温与标准液温保持一致时，单晶直径正常生长，即V_0d=V_实d，此时实际拉速V_实L即为基础拉速V_0L；

（（6）当实际液温变低时，单晶直径生长较快，即V_实d＞V_0d时，实际拉速V_实L输出为基础拉速V_0L与拉速调整量x之和；

（7）当实际液温变高时，单晶直径生长较慢，即V_实d＜V_0d时，实际拉速V_实L输出为基础拉速V_0L与拉速调整量x之差；

（8）根据步骤（5）~（7）中的不同情况，通过比较直径在单位时间内的实际变化速率V_实d与设定变化速率V_0d的偏差量，系统自行计算拉速调整量并对基础拉速进行实时调整。

进一步地，所述步骤（1）~（8）中，基础拉速V_0L为42mm/h时，对应的设定变化率V_0d为0.2mm/s，此时拉速调整量x为3mm/h，拉速调整的上限值为1.2V_0L、下限值为0.5V_0L。