作。当籽晶质量增加或减小速度范围处于阈值V之内，温控模块71控制加热装置40微调下晶温度，使籽晶质量维持平稳不变或者小幅度的变化。当籽晶质量稳定后，恒定温度。最后，根据籽晶增加或减小的速率，判断并选择升温缩颈或恒温缩颈。
[0074]由于籽晶质量和坩祸内熔体的质量是此消彼长的关系，因而通过下称重系统进行操作的步骤与前述通过上称重系统可达到同样的控制效果。
[0075]当下晶操作过程中，炉体内温度不适宜时，启动风机82，并通过调压器84调整风机82的输入电压，调整在对流控制器81内部形成的风屏的气流强度，直至达到适宜的炉体内温度。然后进行正常的晶体生长操作。在晶体生长过程中，由于保温材料形变或单晶不断长出，会导致保温装置20内的温场发生变化，可以通过微调风机82的输入电压调整温场。
[0076]此外，在现有的晶体生长设备工作过程中，经常出现保温罩的损坏，导致保温装置20内外的对流发生变化，此时通过对流控制装置80调整对流控制器81内的风屏强弱，进而调整保温装置20内部的温场，以维持晶体原有的生长环境。
[0077]相对于现有技术，本发明的晶体生长方法，仅通过简单的升温操作，即可利用升温过程中温度随时间变化曲线获取晶体准确下晶温度;在下晶操作过程中，避免在下晶过程中炉壳内的温度梯度对籽晶造成热冲击，根据籽晶质量变化随时调整坩祸温度，并且添加了下晶纠错机制，当发生籽晶生长过速和籽晶熔化现象时可通过调整下晶温度，重新下晶操作。本发明的晶体生长设备，由控制装置的下晶温度选取模块利用温度随时间变化选取晶体准确的下晶温度，排除人工经验对下晶操作的影响，解决了受温场影响、热电偶测温差异等问题造成的下晶温度判断不准确的问题，还可以准确判断新型晶体的下晶温度。并且，本发明的下晶设备，实现全自动化下晶过程，使下晶操作脱离人工操作。
[0078]本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。
【主权项】
1.一种晶体生长的方法，其特征在于:包括以下步骤: S1:捕获下晶温度； S2:使坩祸温度达到步骤SI所述的下晶温度； S3:根据坩祸温度以及籽晶质量变化进行下晶操作； 其中，步骤SI包括以下步骤: Sll:对盛放晶体材料的坩祸进行加热，使其以一定升温速率恒速升温至目标温度，所述目标温度高于晶体材料的熔点； S12:获取升温过程中的坩祸温度随时间变化所形成的曲线，选取曲线中斜率最大的点对应的温度为下晶温度； 步骤S3包括以下步骤: S31:缓慢下移轩晶； S32:当籽晶质量发生变化时，继续缓慢下移达到下晶深度； S33:监测籽晶质量增减速度，当籽晶质量增减速度范围处于阈值V内，对坩祸保持原有加热状态；当籽晶质量增加或减小速度范围超过阈值V，升高或降低坩祸的温度，然后上移籽晶，执行步骤S31，重新下晶。2.根据权利要求1所述的晶体生长方法，其特征在于:步骤SI还包括步骤S13，当坩祸温度达到目标温度时，坩祸恒定于目标温度，使晶体材料熔体组分混合均匀。3.根据权利要求1所述的晶体生长方法，其特征在于:步骤S3还包括步骤S34，根据籽晶质量变化的速率，选择升温缩颈或恒温缩颈。4.根据权利要求3所述的晶体生长方法，其特征在于:步骤S34中，当籽晶质量增加速率为0.5?-2g/h，选择恒温缩颈;当籽晶质量增加速率超过0.5g/h，选择升温缩颈。5.根据权利要求1所述的晶体生长方法，其特征在于:所述步骤SII中的升温速率为3-70C/min06.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的晶体生长方法，其特征在于:所述步骤S31中下移籽晶的速度为100?150mm/h。7.根据权利要求6所述的晶体生长方法，其特征在于:所述步骤S32中的下晶深度为0.5?Imm08.—种晶体生长设备，其特征在于:包括炉壳、保温装置、坩祸、籽晶杆、加热装置、上重量传感器和/或下重量传感器、控制装置;所述炉壳为中空壳体，所述保温装置设置于炉壳内，所述加热装置和坩祸设置于保温装置内，所述加热装置对所述坩祸加热，所述控制装置分别与所述籽晶杆、加热装置、上重量传感器和/或下重量传感器电连接;所述控制装置获得加热装置的实时加热温度，并绘制温度随时间变化的温度曲线，选取温度曲线中斜率最大的点对应的温度为下晶温度;并且所述控制装置检测籽晶质量增减速度，并根据籽晶的增减速度控制加热装置对坩祸的加热以及籽晶杆的上移、下移或旋转。9.根据权利要求8所述的晶体生长设备，其特征在于:所述控制装置包括温控模块、温度曲线绘制模块、下晶温度选取模块、监控模块和提拉旋转控制模块;所述温控模块分别与下晶温度选取模块和提拉旋转控制模块电连接，所述温度曲线绘制模块与下晶温度选取模块电连接，所述监控模块与提拉旋转控制模块电连接;所述温控模块和温度曲线绘制模块分别加热装置电连接，所述提拉旋转控制模块与籽晶杆电连接，所述监控模块分别与上重量传感器和/或下重量传感器电连接;所述温控模块实时测量坩祸温度并根据坩祸测量的温度控制加热装置;所述温度曲线绘制模块根据温控模块获取的实时温度绘制加热装置温度随时间变化曲线;所述下晶温度选取模块根据温度曲线绘制模块获取的温度随时间变化曲线，选取变化曲线中斜率最大点对应的温度为下晶温度;所述监控模块监控籽晶杆上籽晶重量和/或坩祸内晶体重量;所述提拉旋转控制模块根据温控模块获得的坩祸温度、以及监控模块获得的籽晶杆上籽晶重量和/或坩祸内晶体重量，调节籽晶杆提拉或旋转的速度。10.根据权利要求8或9所述的晶体生长设备，其特征在于:所述设备还包括一对流控制装置，所述对流控制装置包括对流控制器、风机、输气通道和调压器;所述对流控制器中心为镂空结构，其设置有以对流控制器轴线中心对称的第一进气口和第二进气口；所述风机通过输气通道分别与第一进气口和第二进气口连接;所述调压器与风机电连接;所述对流控制装置的对流控制器设置于炉壳内部的保温装置的上方，所述籽晶杆分别穿过对流控制器和保温装置的上方。
【专利摘要】本发明公开了一种晶体生长方法，包括S1：捕获下晶温度；S2：使坩埚温度达到步骤S1中下晶温度；S3：根据坩埚温度以及籽晶质量变化进行下晶操作；具体的，对盛放晶体材料的坩埚进行加热，使其以一定升温速率恒速升温至目标温度；获取升温过程中的坩埚温度随时间变化所形成的曲线，选取曲线中斜率最大的点对应的温度为下晶温度；使坩埚温度达到下晶温度；缓慢下移籽晶；当籽晶质量发生变化时，继续缓慢下移达到下晶深度；根据籽晶质量变化微调坩埚温度。本发明的晶体生长方法，可利用升温过程中温度随时间变化曲线获取晶体准确下晶温度；并且避免在下晶过程中由保温系统的温度梯度对籽晶造成热冲击，根据籽晶质量变化随时调整适合的温度。
【IPC分类】C30B15/08, C30B15/30, C30B15/20
【公开号】CN105648521
【申请号】
【发明人】王彪, 朱允中, 林少鹏
【申请人】中山大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月26日