單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)方法、裝置及調(diào)整系統(tǒng)制造方法及圖紙

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供一種單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)方法、裝置及對(duì)應(yīng)的調(diào)整系統(tǒng)，其中該方法包括：向信號(hào)輸入端輸入電壓信號(hào)，其中信號(hào)輸入端的下端面始終位于硅溶液液面的下方；通過(guò)檢測(cè)第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)，獲取第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)；根據(jù)電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，生成用于指示硅溶液液面是否處于合理位置的檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)利用硅溶液的導(dǎo)電性，在向信號(hào)輸入端輸入電壓信號(hào)后，通過(guò)獲取第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，自動(dòng)并精確檢測(cè)硅溶液液面位置，從而精確判斷硅溶液液面是否處于合理位置，并進(jìn)一步對(duì)坩堝位置進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使硅溶液液面始終保持在合理位置。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專(zhuān)利摘要】本專(zhuān)利技術(shù)提供一種單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)方法、裝置及對(duì)應(yīng)的調(diào)整系統(tǒng)，其中該方法包括：向信號(hào)輸入端輸入電壓信號(hào)，其中信號(hào)輸入端的下端面始終位于硅溶液液面的下方；通過(guò)檢測(cè)第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)，獲取第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)；根據(jù)電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，生成用于指示硅溶液液面是否處于合理位置的檢測(cè)結(jié)果。本專(zhuān)利技術(shù)利用硅溶液的導(dǎo)電性，在向信號(hào)輸入端輸入電壓信號(hào)后，通過(guò)獲取第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，自動(dòng)并精確檢測(cè)硅溶液液面位置，從而精確判斷硅溶液液面是否處于合理位置，并進(jìn)一步對(duì)坩堝位置進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使硅溶液液面始終保持在合理位置。【專(zhuān)利說(shuō)明】單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)方法、裝置及調(diào)整系統(tǒng)
本專(zhuān)利技術(shù)涉及單晶硅制備
，尤其涉及一種單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)方法、裝置及調(diào)整系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
直拉法單晶爐在生產(chǎn)單晶硅的過(guò)程中，要經(jīng)歷抽空檢漏、加熱化料、引晶、放大轉(zhuǎn)肩、等徑、收尾等多個(gè)階段。其中，從引晶過(guò)程開(kāi)始后就需要控制硅溶液液面位置，從而為晶體生長(zhǎng)創(chuàng)造一個(gè)合適的溫度場(chǎng)。在該過(guò)程中，隨著硅單晶棒的不斷生長(zhǎng)，硅溶液液面位置會(huì)隨之降低，這時(shí)就需要通過(guò)坩禍升降系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，來(lái)保持液面位置的恒定。在已有的控制系統(tǒng)中，利用坩禍升降進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，是根據(jù)坩禍形狀、裝料量、生長(zhǎng)速度等多個(gè)變量經(jīng)過(guò)換算而得到的一個(gè)理論變化值。所以在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，利用該理論變化值進(jìn)行調(diào)節(jié)后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)液面位置隨著硅單晶棒的生長(zhǎng)逐漸變低直至出現(xiàn)較大偏差的情況，這時(shí)就需要操作工人實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行修改，從而保證生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行。因此，自動(dòng)并精確檢測(cè)硅溶液液面位置，并在檢測(cè)出硅溶液液面位置后將硅溶液液面位置精確調(diào)整到合理位置，對(duì)于預(yù)防上述情況的發(fā)生和提高設(shè)備的自動(dòng)化水平具有十分重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)提供一種單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法自動(dòng)并精確檢測(cè)硅溶液液面位置的問(wèn)題。本專(zhuān)利技術(shù)還提供一種單晶爐硅溶液液面位置調(diào)整系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法將硅溶液液面精確調(diào)整到合理位置的問(wèn)題。第一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)方法，所述方法包括:向信號(hào)輸入端輸入電壓信號(hào)，其中所述信號(hào)輸入端的下端面始終位于所述硅溶液液面的下方；通過(guò)檢測(cè)第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)，獲取所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端的電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，其中所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端的下端面分別與所述硅溶液液面的合理位置的最高位置和最低位置齊平；根據(jù)所述電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，生成用于指示所述硅溶液液面是否處于合理位置的檢測(cè)結(jié)果。作為本專(zhuān)利技術(shù)第一方面的優(yōu)選方式，所述根據(jù)所述電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，生成用于指示所述硅溶液液面是否處于合理位置的檢測(cè)結(jié)果包括:若所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端均檢測(cè)到電壓信號(hào)，則確定所述硅溶液液面處于合理位置的上方；若所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端均未檢測(cè)到電壓信號(hào)，則確定所述硅溶液液面處于合理位置的下方；若所述第一測(cè)量端未檢測(cè)到電壓信號(hào)，所述第二測(cè)量端檢測(cè)到電壓信號(hào)，則確定所述硅溶液液面處于合理位置。第二方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)裝置，所述裝置包括:信號(hào)輸入端，其中所述信號(hào)輸入端的下端面始終位于所述硅溶液液面的下方；第一測(cè)量端和第二測(cè)量端，其中所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端的下端面分別與所述硅溶液液面的合理位置的最高位置和最低位置齊平；控制系統(tǒng)，用于向所述信號(hào)輸入端輸入電壓信號(hào)，并通過(guò)檢測(cè)所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端的電壓信號(hào)，獲取所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端的電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài);根據(jù)所述電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，生成用于指示所述硅溶液液面是否處于合理位置的檢測(cè)結(jié)果。作為本專(zhuān)利技術(shù)第二方面的優(yōu)選方式，所述裝置還包括:機(jī)械調(diào)整單元，用于調(diào)整所述信號(hào)輸入端、所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端的位置，使所述信號(hào)輸入端的下端面始終位于所述硅溶液液面的下方，同時(shí)使所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端的下端面分別與所述硅溶液液面的合理位置的最高位置和最低位置齊平。作為本專(zhuān)利技術(shù)第二方面的優(yōu)選方式，所述信號(hào)輸入端、所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端均由錸金屬材料制成。作為本專(zhuān)利技術(shù)第二方面的優(yōu)選方式，所述控制系統(tǒng)包括PLC和工控機(jī)，所述PLC與所述工控機(jī)連接，所述PLC還分別與所述信號(hào)輸入端、所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端連接。第三方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種單晶爐硅溶液液面位置調(diào)整系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:坩禍調(diào)整單元，用于根據(jù)檢測(cè)到的硅溶液液面位置對(duì)坩禍的位置進(jìn)行調(diào)整，使所述硅溶液液面處于合理位置；以及，如第二方面所述的單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)裝置。本專(zhuān)利技術(shù)提供的單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)方法和裝置，利用硅溶液的導(dǎo)電性，在向信號(hào)輸入端輸入電壓信號(hào)后，通過(guò)獲取第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，自動(dòng)并精確檢測(cè)硅溶液液面位置，從而進(jìn)一步精確判斷硅溶液液面是否處于合理位置。另夕卜，本專(zhuān)利技術(shù)提供的單晶爐硅溶液液面位置調(diào)整系統(tǒng)，在精確檢測(cè)出硅溶液液面位置后，通過(guò)對(duì)單晶爐內(nèi)的坩禍位置進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使硅溶液液面始終保持在合理位置，從而晶體在生長(zhǎng)過(guò)程中始終保持在最理想、最合適的位置生長(zhǎng)，使整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程得以順利進(jìn)行。【附圖說(shuō)明】為了更清楚地說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供的一種單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)方法的流程圖；圖2為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供的一種單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供的一種單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)裝置中信號(hào)輸入端、第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的位置示意圖；圖4為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供的一種單晶爐硅溶液液面位置調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】為使本專(zhuān)利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本專(zhuān)利技術(shù)利用硅溶液的導(dǎo)電性，在向信號(hào)輸入端輸入電壓信號(hào)后，通過(guò)獲取單晶爐內(nèi)不同位置處的第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，從而判斷出這兩個(gè)測(cè)量端與硅溶液液面的接觸情況，進(jìn)一步可判斷出硅溶液液面是否處于晶體生長(zhǎng)時(shí)需要的合理位置內(nèi)，通常該合理位置為一個(gè)高度范圍，即硅溶液液面處于該合理位置的高度范圍內(nèi)時(shí)晶體均可以正常生長(zhǎng)，因此該合理位置包括一個(gè)最高位置和一個(gè)最低位置。本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例公開(kāi)了一種單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)方法，參照?qǐng)D1所示，該方法包括:S1、向信號(hào)輸入端輸入電壓信號(hào)，其中信號(hào)輸入端的下端面始終位于娃溶液液面的下方；S2、通過(guò)檢測(cè)第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)，獲取第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，其中第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的下端面分別與硅溶液液面的合理位置的最高位置和最低位置齊平；S3、根據(jù)電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，生成用于指示硅溶液液面是否處于合理位置的檢測(cè)結(jié)果。具體地，步驟S3中，若第一測(cè)量端和第二測(cè)量端均檢測(cè)到電壓信號(hào)，則確定硅溶液液面處于合理位置的上方；若第一測(cè)量端和第二測(cè)量端均未檢測(cè)到電壓信號(hào)，則確定硅溶液液面處于合理位置的下方；若第一測(cè)量端未檢測(cè)到電壓信號(hào)，第二測(cè)量端檢測(cè)到電壓信號(hào)，則確定硅溶液液面處于合理位置。一般地，該合理位置的最高位置和最低位置與本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種單晶爐硅溶液液面位置檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：向信號(hào)輸入端輸入電壓信號(hào)，其中所述信號(hào)輸入端的下端面始終位于所述硅溶液液面的下方；通過(guò)檢測(cè)第一測(cè)量端和第二測(cè)量端的電壓信號(hào)，獲取所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端的電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，其中所述第一測(cè)量端和所述第二測(cè)量端的下端面分別與所述硅溶液液面的合理位置的最高位置和最低位置齊平；根據(jù)所述電壓信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)，生成用于指示所述硅溶液液面是否處于合理位置的檢測(cè)結(jié)果。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：時(shí)剛，武海軍，張靈鴿，趙輝，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：西安創(chuàng)聯(lián)新能源設(shè)備有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：陜西;61