本发明提供一种能够降低头部电阻率的重掺As硅单晶生产方法,属于掺杂硅单晶生产技术领域。该方法包括以下步骤：等径前工序中,调节氩气流量为120slm-130slm,并保持该氩气流量至二段等径工序结束；并且,等径前工序中,调节单晶炉炉压为12 kPa-15 kPa；一段等径工序中,将单晶炉炉压逐渐升高至18 kPa-20 kPa；二段等径工序中,维持单晶炉炉压为18 kPa-20 kPa。通过该方法生产重掺砷硅单晶,能够显著降低所制备的重掺砷硅单晶的电阻率,尤其是将重掺砷硅单晶晶棒的头部电阻率降低至0.0029Ω.cm以下,提高重掺砷硅单晶晶棒的综合利用率,降低生产成本。同时,重掺砷硅单晶晶棒拉制过程中,发生晶变导致NG的概率显著下降,进一步提高重掺砷硅单晶晶棒的合格率。

本发明公开了自动测量液口距的装置及其方法,包括：炉筒,所述炉筒上方设有炉顶盖；隔离阀,所述隔离阀连接在炉顶盖上方；坩埚,所述坩埚设置在炉筒内的下方；水冷屏,所述水冷屏设置在坩埚的上方；传感机构,包括定位传感部件、对射传感器、测距传感部件,所述定位传感器可调节连接在隔离阀上方,所述定位传感器电连接有电容传感器,所述对射传感器设置在隔离阀下方,所述测距传感部件设置在炉顶盖上。本发明的有益效果为：测量液口距结构简单,测量方式简便,不需要安装反射器等辅助装置,没有复杂的调节动作,能直接通过传感器自动准确地测量出液口距参数,且测量误差可达到±0.1mm,可有效地解决由液口距不准确而产生的生产问题。

本发明公开了一种蓝宝石晶体生长工艺,包括化料、引晶、放肩、等径、退火阶段；所述放肩阶段的晶体生长过程按照以下三个阶段进行：第一阶段晶体重量低于0.3kg,以0.2～2.5mm/h的上升速率旋转提拉籽晶,以5～7℃/h的速率降温；第二阶段晶体重量达到0.3～3.6kg,以0.3～3mm/h的上升速率旋转提拉籽晶,以10～14℃/h的速率降温,第三阶段晶体重量达到3.6kg以上,以0.5～4.5mm/h的上升速率旋转提拉籽晶,以16～20℃/h的速率降温,直至晶体距离反应炉的坩埚内壁5～10mm时完成放肩。本申请的制备方法制得的蓝宝石质量高,内应力小,无明显裂纹等缺陷。

本发明提供一种低电阻率重掺砷硅单晶的生产方法及生产系统,属于重掺杂硅单晶生产技术领域。方法通过调整低电阻率重掺砷硅单晶晶棒生产过程中,等径尾部及收尾端部的单晶生长速率、补偿温度、氩气流量,改善低电阻率重掺砷硅单晶的生产工艺,采用调整后的低电阻率重掺砷硅单晶的生产方法得到的重掺砷单晶硅晶棒,不仅电阻率能够满足要求,且晶棒尾部的晶变概率大幅度降低,实践表明,晶棒尾部的晶变概率由改善前的45%降低至5%以下,提高晶棒合格率,减少原料浪费,降低生产成本。

本发明提供一种重掺砷硅单晶收尾方法及装置,属于重掺杂硅单晶生产技术领域。方法根据等径结束后的埚跟比,首先计算理论拉速上调比例X,以该理论拉速上调比例调节进入收尾时的单晶拉速,进行收尾工序。收尾过程中,根据收尾长度,计算拉速上调比例X,逐级调大单晶拉速,直至收尾结束。实践表明,通过本发明提供的重掺砷硅单晶收尾方法能够有效替代人工主观调整,降低劳动强度,减缓重掺砷硅单晶收尾过程对技术人员的主观依赖。同时,采用本发明提供的重掺砷硅单晶收尾方法能够有效降低重掺砷硅单晶晶棒的尾部NG率,提高重掺砷硅单晶晶棒的良率,收尾NG率由传统技术人员进行调整的45%降低至15%,减少硅原料损失,降低生产成本。

本发明提供一种自动稳定籽晶的单晶炉定位机构,包括提升装置和定位装置,定位装置与提升装置连接,提升装置设于单晶炉副室的顶部,定位装置设于单晶炉副室内部,定位装置可相对于单晶炉副室滑动,通过提升装置动作,带动定位装置动作,对籽晶进行定位、稳定。本发明的有益效果是应用于直拉单晶过程中,能够在直拉单晶过程中对籽晶进行稳定,使得籽晶稳定这一过程实现自动进行,实现籽晶的自动稳定,降低了劳动的强度,提高了生产效率。

本发明提供一种自动稳定籽晶的单晶炉定位机构,设于单晶炉副室的顶端,包括连接装置和定位装置,连接装置的一端与单晶炉副室连接,连接装置的另一端与定位装置连接；以及,定位装置两端均与外界连通,且定位装置与副室同轴设置,以便于对籽晶进行定位、稳定。本发明的有益效果是应用于直拉单晶过程中,能够在直拉单晶过程中对籽晶进行稳定,使得籽晶稳定这一过程实现自动进行,实现籽晶的自动稳定,降低了劳动的强度,提高了生产效率。

本发明提供一种自动稳定籽晶的单晶炉定位机构,包括对称设于单晶炉副室上的定位装置,且对称设置的定位装置可相对移动,用于对籽晶进行定位、稳定；其中,定位装置包括移动装置和移动驱动装置,移动装置与移动驱动装置连接,移动装置设于单晶炉副室上,且移动装置可相对于单晶炉副室移动,对籽晶稳定、定位；移动装置沿着单晶炉副室直径设置。本发明的有益效果是应用于直拉单晶过程中,能够在直拉单晶过程中对籽晶进行稳定,使得籽晶稳定这一过程实现自动进行,实现籽晶的自动稳定,降低了劳动的强度,提高了生产效率。

本发明提供了单晶生长的方法、装置及单晶体。该方法包括：(1)根据V/G理论,确定生产出完美晶体的V/G窗口范围；(2)获得晶体的长晶速率V,得到长晶固液界面处温度梯度G范围；(3)根据所述温度梯度G范围,依据温度梯度G关于液口距d和晶棒半径r之间的函数F(d,r),确定所述液口距d或者所述晶棒半径r,以获得所述晶体。由此,可避免频繁地采用复杂的模拟计算才能够获得一定热场下长晶界面处温梯G与液口距d和长晶速率v的相关性,简便地确定液口距d值、界面温度梯度的径向分布和温度梯度值之间的关联,以在实际生产过程中快速地确定液口距d和晶棒半径r。

本发明提供一种单晶炉,包括炉盖和主炉室,还具有若干用于监测所述主炉室石英坩埚中熔硅液面上设定区域内的温度监控装置,所述监控装置置于所述炉盖内侧且被置于所述主炉室导流筒的斜上方；所述监控装置均朝所述设定区域方向倾斜设置。本发明还提出一种用该单晶炉进行直拉单晶稳温工艺。本发明通过设置用于熔硅液面尤其是靠近中心位置处的温度,实现熔硅液面温度监控自动调整,以保证稳温拉制工序中固液界面温度的横定,为后续成功引晶奠定基础,监控区域设置合理,监控温度精准且易于控制,实现熔硅液面温度的自动调节,从而保证单晶晶体生长温度梯度的一致性,提高生产效率。