[实用新型]基于温度预测补偿的直拉式晶体生长炉

摘要

本实用新型公开了一种基于温度预测补偿的直拉式晶体生长炉。在提升腔内安装有籽晶头，籽晶提升、籽晶旋转控制部件，在炉筒内安装有坩埚、坩埚提升、坩埚旋转控制部件，硅晶体原料放在坩埚内，坩埚外面包有坩埚加热控制部件，冷却水则贯穿炉筒内硅晶体原料液面的上部，以及整个提升腔，炉筒的上方装有单晶直径传感器，对准硅晶体原料液面位置，在炉筒的上部安装有抽真空部件，在提升腔的最上部以及炉筒的最下部装有氩气充气部件。采用带预测补偿功能的晶体生长控制策略，对坩埚内熔液温度、坩埚与籽晶提升速度、旋转速度等参数进行协调控制，在仅采用红外探测型单晶直径传感器的条件下，仍能达到与进口炉相当的晶体产品完整性与均匀性，达到电路级要求。

主权项

1.一种基于温度预测补偿的直拉式晶体生长炉，其特征在于包括：1)在提升腔(1)内安装有籽晶头(3)，籽晶提升控制部件(4)、籽晶旋转控制部件(5)，在炉筒(2)内安装有坩埚(6)、坩埚提升控制部件(7)、坩埚旋转控制部件(8)，硅晶体原料(9)放在坩埚(6)内，在坩埚(6)外面包有坩埚加热控制部件(12)，冷却水(13)则贯穿炉筒(2)内硅晶体原料液面(10)的上部，以及整个提升腔(1)，炉筒(2)的上方装有单晶直径传感器(14)，对准了硅晶体原料液面位置(10)，在炉筒(2)的上部安装有抽真空部件(15)，在提升腔(1)的最上部以及炉筒(2)的最下部装有氩气充气部件(16)；2)坩埚加热与冷却控制模块(17)、坩埚与籽晶升降控制模块(18)、坩埚与籽晶旋转控制模块(19)、氩气保护控制模块(20)、单晶直径控制模块(21)均采用商用的工控机专用I/O输入输出模块、A/D模拟量输入模块、D/A模拟量输出模块组成；其中，坩埚加热控制部件(12)、冷却水(13)内的供水流量接坩埚加热与冷却控制模块(17)；籽晶提升控制部件(4)、坩埚提升控制部件(7)接坩埚与籽晶升降控制模块(18)；籽晶旋转控制部件(5)、坩埚旋转控制部件(8)接坩埚与籽晶旋转控制模块(19)；抽真空部件(15)、氩气充气部件(16)接氩气保护控制模块(20)；单晶直径传感器(14)的输出信号、坩埚加热与冷却控制模块(17)输出的坩埚内温度信号均接到单晶直径控制模块(21)的输入端，单晶直径控制模块(21)的输出信号接到坩埚与籽晶升降控制模块(18)的输入端。