根据差值确定与差值对应的流量调节幅度，所述流量调节幅度与差值的绝对值成正比。
[0080]本发明实施例二提供的冷却气体流量控制方法除了具有本发明实施例一所具有的优点外，还具有能够根据冷却气体当前流量与冷却气体目标流量之间的差值选择相适应的流量调节幅度，进而提高流量调节效率的优点。
[0081]本发明实施例二中，步骤S201、S202、S203和S206分别与本发明实施例一中的步骤S101-S104——对应，且内容相同。相对应的部分相互参考即可，此不赘述。
[0082]实施例三
[0083]在实施例二的基础之上，本发明实施例三提供了一种冷却气体流量控制方法。请参考附图4，图4示出了本发明实施例三提供的冷却气体流量控制方法的流程。
[0084]图4所示的流程中，步骤S304与步骤S306之间还包括:
[0085]S305、判断差值是否大于设定值。
[0086]步骤S305中，判断结果为是时，进入步骤S306 ;否则，进入步骤S308，结束操作，即不对冷却气体当前流量实施调节。需要说明的是，步骤S305中设定值是本领域技术人员根据实际的晶体生长过程依据经验确定的一个值，与具体的晶体种类、装炉方式等参数相关，本发明实施例三不对设定值的具体大小作限制。
[0087]我们知道，在热交换法生长晶体的过程中，冷却气体流量存在不可避免的波动，这种波动范围表示冷却气体当前流量与冷却气体目标流量之间的差值在可接受的范围之内，对晶体的生长几乎没有影响。为了节省控制资源，缩短晶体生长过程中冷却气体流量控制时间，步骤S305对冷却气体当前流量与冷却气体目标流量之间的差值进行判断，当判断的结果小于或等于设定值时，则表示当前的差值对晶体生长的影响可以不予考虑或者表示当前的差值对晶体生长没有影响，进入步骤S308以结束操作。当判断的结果大于设定值时，则进入步骤S306以确定与差值相对应的流量调节幅度，根据流量调节幅度对冷却气体当前流量实施调节，使其趋向于冷却气体目标流量。
[0088]请再次参考附图4，本发明实施例三所提供的冷却气体流量控制方法中，步骤S301、S302、S303和S307与本发明实施例一中步骤S101-S104——对应，且内容相同，相应部分请参考本发明实施例一中相应部分的描述即可，此不赘述。步骤S304和S306分别与本发明实施例二中的步骤S204和S205——对应，且内容相同，相应部分请参考本发明实施例二中相应的描述即可，此不赘述。
[0089]实施例四
[0090]基于本发明实施例一提供的冷却气体流量控制方法，本发明实施例四提供了一种冷却气体流量控制装置，本发明实施例四提供的冷却气体流量控制装置用于热交换法生长晶体的晶体生长系统(可参考【背景技术】所述)，即热交换晶体生长系统。请参考附图5，图5示出了本发明实施例四提供的冷却气体流量控制装置的结构。
[0091]图5所示的结构，包括:
[0092]温度获取单元401，用于获取冷却气体热交换后的温度。请结合附图6，温度获取单元401设置在热交换晶体生长系统热交换通道的出气通道内，用于获取冷却气体与坩埚热交换后的温度，即冷却气体热交换后的温度。在实际的获取过程中，热交换后的冷却气体存在温度场不均，这会导致获取的温度存在局限性，进而无法代表热交换后的冷却气体整体温度。为此，优选的，所述温度获取单元包括多个温度计和第三计算单元，多个温度计在热交换通道的出气通道横截面上均布，第三计算单元取多个温度计的均值作为冷却气体热交换后的温度。
[0093]本发明实施例四提供的冷却气体流量控制装置所适用的热交换晶体生长系统中，温度获取单元401可以设置在出风通道靠近坩埚的一端。温度获取单元401设置在出风通道靠近坩埚的一端能够更准确地获取冷却气体热交换后的温度，以避免换热后的高温冷却气体在向出风通道出口流动的过程中热量的散失。
[0094]流量检测单元402，用于获取冷却气体当前流量。流量检测单元402用于获取热交换晶体生长系统中通过热交换通道的冷却气体当前流量。通常在热交换通道内设置流量检测单元(例如流量计)，用于获取热交换通道的冷却气体当前流量。冷却气体在热交换的过程中从热交换通道的进气通道进入热交换腔，然后从热交换腔进入出气通道实现排出。此过程中，冷却气体的温度逐渐增大，进而会导致单位时间内进气通道和出气通道的冷却气体流量有细微的差别(冷却气体受热后体积增大)，而进气通道通过的冷却气体流量更能够反映冷却气体当前流量。因此，上述流量检测单元优选设置在热交换通道的进气通道内，进而将获取的热交换通道进气通道内的冷却气体流量作为冷却气体当前流量。
[0095]第一计算单元403，用于计算冷却气体目标流量。热交换法生长晶体的过程中晶体在不同生长阶段需要的冷却效率不同，冷却效率决定了热交换量不同。本发明实施例四中，单位时间内冷却气体与坩埚的热交换量定义为传热速率。
[0096]我们知道，冷却气体的进气温度为已知量，用T0表示。在tn时刻，冷却气体的流量为Fn(标况下，升/分)，冷却气体热交换后的温度为Τη (单位为开尔文)。在tn附近的Δ t时间段内(Λ t极小，单位为分)，冷却气体的流量可以认为不变，冷却气体热交换后的温度可以认为不变，那么在Λ t时间段内与坩埚进行热交换的冷却气体质量可按照公式
(1)计算。
[0097]M = (Fn* Λ t/22.4) *m (1)
[0098]公式(1)中，Fn是Δ t时间段内的热交换通道内的冷却气体流量；m是冷却气体的摩尔质量，Μ是Δ t时间段内经过热交换通道的冷却气体质量。
[0099]Δ t时间段内，冷却气体与坩埚的热交换量通过公式(2)计算。
[0100]Q = C*M*AT (2)
[0101]Δ T = Tn-TO (3)
[0102]公式(2)和(3)中，Τη是tn时刻的冷却气体热交换后的温度，TO是冷却气体的进气温度，Q是Δ t时间段内的热交换量，C是冷却气体的比热容。
[0103]Δ t时间段内，传热速率可以通过公式⑷计算。
[0104]q = Q/ Δ t (4)
[0105]公式⑷中，q是Δ t时间段内的传热速率。
[0106]联合公式(1) (2) (3) (4)得到公式(5)。
[0107]q = C* (Tn-TO) *Fn*m/22.4 (5)
[0108]公式(5)变形后得到公式(6)。
[0109]Fn = 22.4*q/ {C*m* (Tn_T0)} (6)
[0110]在实际的晶体生长过程中，为了获得质量良好的晶体，在不同生长时刻所需要的热交换量是相对固定且在设定的范围内，也就是说不同时刻的传热速率相对固定且在设定的范围内。获得并提供这个相对固定的传热速率(即预设传热速率)是保证该种晶体生长质量的重要保证。在实践中，通常按照晶体生长工艺的进行，检测晶体每个生长阶段的传热速率，以此来指导后续晶体的生长控制。因此，公式(6)中，q是预设传热速率。当然在上述公式(5)的指导下，检测晶体每个生长阶段的冷却气体流量和冷却气体热交换后的温度，通过公式(5)计算晶体生长每个阶段的传热速率。本领域技术人员可以从多次晶体生长检测中选取晶体生长质量较好的数据中选取传热速率，并加以优化调整，作为预设传热速率。
[0111]可见，公式(6)中，q、C、m和T0均为已知参数，Τη作为冷却气体热交换后的温度可以通过步骤S101实时检测。通过公式(6)可以计算在预设传热速率下所需要的冷却气体流量，即冷却气体目标流量。
[0112]控制单元404，用于调节冷却气体当前流量趋向于冷却气体目标流量。
[0113]控制单元404根据步骤流量检测单元402的检测结果及第一计算单元403的计算结果，调节冷却气体的风量，使得冷却气体当前流量趋向于冷却气体目标流量。
[0114]通常，热交换晶体生长系统中均通过冷却气体输送装置(例如压缩机)向热交换通道内输送冷却气体，那么控制单元404可以通过调节冷却气体输送装置的功率