具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一：

本实施例提出一种单晶炉，包括炉盖10和主炉室40，如图1所示，还具有若干用于监测主炉室40石英坩埚60中熔硅液面设定区域30内温度的监控装置20，监控装置20固定安装在炉盖10内侧且被置于主炉室40内侧的导流筒50的斜上方，监控装置20均朝设定区域30的方向倾斜设置。

在本实施例中，设有两组监控装置20，监控装置20被固定设置在靠近炉盖10上端开口一侧且对称设置在炉盖10的内壁上。监控装置20至少与设置在炉盖10上的CCD摄像机90错位设置，以防止其固定的位置被CCD摄像机90阻挡，影响监控装置20的照射角度。优选地，监控装置20与CCD摄像机90位于同一径向圆周上，如图2所示，且监控装置20均与CCD摄像机90错开设置，不仅可保证监测区域位置不受任何外物阻挡，而且还可清晰更准确地监控到熔硅液面的温度值，为判断稳温效果提供有力证据。双侧设置的监控装置20不仅可同步监测相对位置的温度的一致性，而且还可防止一旦有一个出现问题，另一个仍然可以监控熔硅液面温度。

具体地，监控装置20包括罩体21和置于罩体21内侧的测温仪22，罩体21为上端开口设置的槽体，即仅有一端开口其余各面均为封闭结构，且罩体21的开口一侧是靠近炉盖10设置，罩体21测温仪22的结构相适配，且其倾斜方向与测温仪22的倾斜角度相适配。罩体21是由耐高温的玻璃材质制成，透明且隔热，也不易碎裂，罩体21的设置可更好地保护测温仪22，防止测温仪22受高温失灵或测温仪22上对零部件熔化产生不利于晶体生长的杂质。罩体21可以为圆柱结构、也可以为长方体结构，但罩体21远离炉盖10一侧可以为圆弧型结构，也可以为平面结构，都有利于测温仪22红外光线照射。在本实施例中，两个监控装置20均设有一个红外线测温仪22，其型号为JTCSG2500，也可为CT1MHSF或CT2MHSF，都是测温范围广且测温精度高，当然，也可以选择其它型号的测温仪22，在此不具体限制。

进一步的，设定区域30是靠近石英坩埚60内的熔硅液面的中心位置设置，优选地，设定区域30至少包括单晶晶体等径拉制时的固液界面31且设定区域30距离等径时固液界面31区域的最小距离为0-15mm。在熔硅液面上，中间位置的区域温度要小于周围靠近加热器80的温度，尤其是在稳温熔接时，必须要保证熔接时固液界面31的温度，才能有利于下一步引晶操作，更好地消除位错，保证晶体引晶成功。由于测温仪22投影到熔硅液面中设定区域30内是一个点，对于稳温过程时，其测温点只要保证在设定区域30内即可；当引晶成功后进行等径操作时，测温仪22还可对等径时固液界面31附近对区域进行温度监控，尤其是还在设定区域30内的固液界面31周围对范围进行测温，可确定等径时固液界面31的温度梯度温度。对于设定区域30的形状可以是圆形结构，如图3所示，其与等径晶体的投影圆同圆心，测温仪22的测温点只要投影到等经晶体与设定区域30外圆之间对区域即可；设定区域30对形状也可以是椭圆形，如图4所示，等径晶体的投影圆置于设定区域30内侧且位于其中心位置处，测温仪22的测温点可投影到等经晶体外侧且靠近设定区域30两端的区域内。这两种结构的设定区域30均可满足测温仪22对熔硅液面温度的监控，进而可完成对直拉单晶稳温工艺的温度对监控，从而保证稳温熔接工序拉制的效果，为下一步引晶工序做好准备。

进一步的，单晶炉还包括置于单晶炉外侧的控制器70，控制器70用于接收和处理监控装置20中测温仪22所发出的温度监测数据。两个测温仪22同时同步对熔硅液面进行监控，所测出的数据同时传递给控制器70，控制器70将两组数据进行处理取其平均值后再与标准设定的稳温温度进行比较，根据比较结果，再通过控制器70发出信号控制加热器80，以调整加热器80的加热功率使熔硅液面尤其是设定区域30内的液面达到标准的温度要求，进而达到稳定稳温的目的，整个过程无需人员一直紧盯着液面，单晶炉可自动监控并予以调节，确定稳温温度的恒定，保证批量炉台稳温控制的一致性，进而可保证单晶拉制质量，也有利于后续追溯和监控，工作效率高且产品性能稳定。

具体地，根据该单晶炉进行直拉单晶的稳温工艺，步骤包括：

当测得的平均值小于标准值时，在本实施例中，稳温温度的标准值为1430-1475℃。控制器70将执行提升加热器80的加热功率，使加热器80的实际功率以设定的升温系数进行加热，即加热器80的实际功率乘以升温系数后，即可缓慢调整加热器80的功率，以使加热器80逐步提高其加热功率，直至测温仪22测得的熔硅液面温度的平均值在标准值1430-1475℃的范围内。其中，升温系数为1.2-1.5。

进一步的，当测得的平均值大于标准值1430-1475℃时，控制器70将执行降低加热器80的加热功率，并使加热器80的实际功率以设定的降温系数进行加热，即加热器80的实际功率乘以降温系数后，即可缓慢调整加热器80的功率，以使加热器80的功率逐步降低，直至测温仪22测得的熔硅液面温度的平均值在标准值范围内。其中，所述降温系数为0.5-0.7。

实施例二：

如图5所示，与实施例一相比，本实施例最大的区别是一个监控装置20，监控装置20的位置与设置在炉盖10上的CCD摄像机90错位设置，同时与CCD摄像机90位于同一径向圆周上，如图6所示。监控装置20中的罩体21与实施例一中的结构一样，在此省略附图，可以为圆柱结构、也可以为长方体结构，但罩体21远离炉盖10一侧可以为圆弧型结构，也可以为平面结构，都有利于测温仪22红外光线照射。在本实施例中，红外线测温仪22，其型号与实施例一相同，为JTCSG2500或CT1MHSF或CT2MHSF，当然，也可以选择其它型号的测温仪22，在此不具体限制。

在本实施例中，单个测温仪22所测出的数据传递给控制器70后，控制器70将收到的数据与标准设定的稳温温度进行比较，根据比较结果，再通过控制器70发出信号控制加热器80，以调整加热器80的加热功率使熔硅液面尤其是设定区域30内的液面达到标准的温度要求，进而达到稳定稳温的目的。

具体地，根据该单晶炉进行直拉单晶的稳温工艺，步骤包括：

当测得的单个温度测试值小于标准值时，在本实施例中，稳温温度的标准值仍为1430-1475℃。控制器70将执行提升加热器80的加热功率，使加热器80的实际功率以设定的升温系数进行加热，即加热器80的实际功率乘以升温系数后，即可缓慢调整加热器80的功率，以使加热器80逐步提高其加热功率，直至测温仪22测得的熔硅液面的温度值在标准值1430-1475℃的范围内。其中，升温系数仍为1.2-1.5。

进一步的，当测得的单个温度测试值大于标准值1430-1475℃时，控制器70将执行降低加热器80的加热功率，并使加热器80的实际功率以设定的降温系数进行加热，即加热器80的实际功率乘以降温系数后，即可缓慢调整加热器80的功率，以使加热器80的功率逐步降低，直至测温仪22测得的熔硅液面的温度值在标准值范围内。其中，所述降温系数仍为0.5-0.7。

本实施例中，采用一组监控装置对熔硅液面进行监控，仍可获得监控稳温温度恒定的目的，结构简单且易于操作，安全可靠，实现熔硅液面温度监控的自动调整，以保证稳温拉制工序中熔硅液面温度的稳定。

与现有技术相比，采用上述技术方案，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；同时还可监控后续晶体拉制过程中固液界面周围的温度，从而可保证单晶晶体生长温度梯度的一致性，提高生产效率。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。