阅读说明：本技术 一种掺杂方法、单晶装置及单晶炉 (A kind of doping method, monocrystalline device and single crystal growing furnace ) 是由 锁志云 *** 涂准 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种掺杂方法、单晶装置及单晶炉,所述方法包括：在拉制当前单晶硅棒前,向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂；在当前单晶硅棒的拉制过程中,检测当前单晶硅棒的生长长度；当所述当前单晶硅棒生长长度满足预设条件时,向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。本发明能够使掺杂剂的添加和当前单晶硅棒的拉制同步进行,且在拉制单晶硅的过程中,当当前单晶硅棒的生长长度满足预设条件时,向硅熔料中加入掺杂剂,由于坩埚转动产生的向心力,能够使掺杂剂均匀的分布在硅熔料液表面上,从而保证拉制的当前单晶硅棒各个部分掺杂剂的均匀性,提高了制备的当前单晶硅棒的电阻均匀性,进而提高了当前单晶硅棒的实际产量。(The present invention provides a kind of doping method, monocrystalline device and single crystal growing furnaces, which comprises before drawing current silicon single crystal rod, the dopant of the first preset quality is added into silicon melt；In the pulling process of current silicon single crystal rod, the growth length of current silicon single crystal rod is detected；When the current silicon single crystal rod growth length meets preset condition, the dopant proportional to the second preset quality is added into silicon melt.The present invention can make the addition of dopant is synchronous with the drawing of current silicon single crystal rod to carry out, and during drawn monocrystalline silicon, when the growth length of current silicon single crystal rod meets preset condition, dopant is added into silicon melt, the centripetal force generated due to crucible rotation, dopant can be made to be evenly distributed on silicon melt liquid surface, to guarantee the uniformity of the current silicon single crystal rod various pieces dopant drawn, the resistance homogeneity of the current silicon single crystal rod of preparation is improved, and then improves the actual production of current silicon single crystal rod.)

一种掺杂方法、单晶装置及单晶炉

技术领域

本发明涉及单晶硅棒制造技术领域，特别是涉及一种掺杂方法、单晶装置及单晶炉。

背景技术

在制备太阳能级或半导体级单晶硅棒的过程中，通常将掺杂剂加入单晶炉的坩埚的硅熔料中，再通过单晶炉拉制成单晶硅棒。

由于目前当前单晶硅棒的制备过程中，产线运行不稳定，又因为坩埚中各层硅熔料中掺杂剂的浓度有所差异，导致制备的单晶硅棒的电阻均匀性难以满足标准，进而影响单晶硅棒的品质。

发明内容

本发明提供一种掺杂方法、单晶装置及单晶炉，旨在解决目前制备的单晶硅棒电阻均匀性难以满足标准，进而影响单晶硅棒的品质的问题。

第一方面，本发明公开了一种掺杂方法，应用于拉制当前单晶硅棒中，所述方法包括：

在拉制当前单晶硅棒前，向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂；

在当前单晶硅棒的拉制过程中，检测当前单晶硅棒的生长长度；

当所述当前单晶硅棒生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。

可选地，所述预设条件包括：所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的预设总长度之间的比例为m：n，其中n>0，m<n；

所述当所述当前单晶硅棒生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂包括：

当所述当前单晶硅棒生长长度满足所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的预设总长度之间的比例为m：n时，向所述硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。

可选地，所述单晶炉内的预设位置处设置有多个光敏传感器，其中，所述预设位置为所述单晶炉内所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的预设总长度之间的比例为m：n的位置；

所述在当前单晶硅棒的拉制过程中，检测当前单晶硅棒的生长长度包括：

在当前单晶硅棒的拉制过程中，利用设置在所述单晶炉内的所述多个光敏传感器，检测当前单晶硅棒的生长长度。

可选地，所述多个光敏传感器的数量为4个；

所述多个光敏传感器等间距或者非等间距的设置在所述单晶炉内。

可选地，所述掺杂剂的总质量由所述当前单晶硅棒的预设总质量和所述当前单晶硅棒的预设电阻率决定；

所述第二预设质量与掺杂剂总质量之间的比例为x：y；其中，所述x>0，所述x<所述y。

可选地，所述方法还包括：在当前单晶硅棒拉制完成后，向所述硅熔料中加入第三预设质量的掺杂剂。

第二方面，本发明公开了一种单晶装置，所述单晶装置包括：第一控制模块、检测模块和第二控制模块；

所述第一控制模块用于在拉制当前单晶硅棒前，向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂；

所述检测模块用于在当前单晶硅棒的拉制过程中，检测当前单晶硅棒的生长长度；

所述第二控制模块用于当所述当前单晶硅棒生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。

可选地，所述预设条件包括：所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的预设总长度之间的比例为m：n，其中n>0，m<n；

所述第二控制模块用于当所述当前单晶硅棒生长长度满足所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的预设总长度之间的比例为m：n时，向所述硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。

可选地，所述单晶装置内的预设位置处设置有多个光敏传感器，其中，所述预设位置为所述单晶装置内所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的预设总长度之间的比例为m：n的位置；

所述检测模块还用于在当前单晶硅棒的拉制过程中，利用设置在所述单晶装置内的所述多个光敏传感器，检测当前单晶硅棒的生长长度。

可选地，所述多个光敏传感器的数量为4个；

所述多个光敏传感器等间距或者非等间距的设置在所述单晶炉内。

可选地，所述掺杂剂的总质量由所述当前单晶硅棒的预设总质量和所述当前单晶硅棒的预设电阻率决定；

所述第二预设质量与掺杂剂总质量之间的比例为x：y；其中，所述x>0，所述x<所述y。

可选地，所述单晶装置还包括：第三控制模块，所述第三控制模块用于当前单晶硅棒拉制完成后，向所述硅熔料中加入第三预设质量的掺杂剂。

第三方面，本发明实施例提供了一种单晶炉，所述单晶炉包括：接口，总线，存储器与处理器，所述接口、存储器与处理器通过所述总线相连接，所述存储器用于存储可执行程序，所述处理器被配置为运行所述可执行程序实现前述的掺杂方法的步骤。

本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储可执行程序，所述可执行程序被处理器运行实现如前述的掺杂方法的步骤。

在本发明实施例中，所述方法包括：在拉制当前单晶硅棒前，向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂；在当前单晶硅棒的拉制过程中，检测当前单晶硅棒的生长长度；当所述当前单晶硅棒生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。本发明掺杂剂的添加和当前单晶硅棒的拉制同步进行，又本发明将掺杂剂分为两部分进行添加，包括在拉制当前单晶硅棒前加入第一预设质量的掺杂剂，在拉制拉晶硅棒的过程中多次加入与第二预设质量成比例的掺杂剂，所述的第一预设质量和第二预设质量由事先计算得到，在拉制前加入第一质量的掺杂剂，能够使初始制备的部分当前单晶硅棒的电阻率满足要求。在拉制单晶硅的过程中，当当前单晶硅棒的生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入掺杂剂，由于坩埚转动产生的向心力，能够使掺杂剂均匀的分布的硅熔料表面上，从而保证拉制的当前单晶硅棒各个部分掺杂剂的均匀性，提高了制备的当前单晶硅棒的电阻均匀性，进而提高了当前单晶硅棒的品质和实际产量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例一中的一种掺杂方法的步骤流程图；

图2示出了本发明实施例一中的一种单晶炉的结构示意图；

图3示出了本发明实施例二中的一种掺杂方法的步骤流程图；

图4示出了本发明实施例二中的一种单晶炉的结构示意图；

图5示出了本发明实施例三中的一种单晶装置的示意图；

图6示出了本发明实施例的三中的一种单晶炉的逻辑结构示意图。

附图标记说明：10-掺杂器、101-掺杂剂容纳部、102-掺杂剂添加部、11-光敏传感器发射端、12-光敏传感器接收端、13-当前单晶硅棒、14-硅熔料、15-单晶炉上的开口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参照图1，图1示出了本发明实施例一的一种掺杂方法的步骤流程图，所述方法包括：

步骤101，在拉制当前单晶硅棒前，向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂。

本发明实施例中，在拉制当前单晶硅棒前，向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂，向硅熔料中加入所述第一预设质量的掺杂剂是为了在拉制当前单晶硅棒时，保证初始生成的部分当前单晶硅棒中掺杂有掺杂剂，又因为在拉制当前单晶硅棒时，坩埚发生转动，产生向心力，使掺杂剂均匀的分布在硅熔料表面，从而使生成的当前单晶硅棒中的掺杂剂分布均匀，保证了初始生成的部分当前单晶硅棒的电阻均匀性，对当前单晶硅棒的电阻率产生积极作用，提高了当前单晶硅棒的合格率。可以理解的，所述第一预设质量为事先设定的质量，与初始生成的部分当前单晶硅棒的长度有关，当初始生成的部分当前单晶硅棒的长度与总的当前单晶硅棒的长度之间的比例为1:5时，则第一预设质量为总的掺杂剂质量的1/5。

可选地，所述拉制当前单晶硅棒前可以是：在加入第一预设质量的掺杂剂的预设时间后。作为一种示例，所述预设时间可以是3S-5S(秒)。可以理解，所述预设时间要能够保证使加入的掺杂剂均匀的分布在硅熔料表面上，以使拉制的当前单晶硅棒中掺杂剂的均匀性。

步骤102，在当前单晶硅棒的拉制过程中，检测当前单晶硅棒的生长长度。

本发明实施例中，所述方法应用于单晶炉中，参照图2，图2示出了本发明实施例一中的一种单晶炉的结构示意图，所述单晶炉包括设置在单晶炉中的多个光敏传感器，所述多个光敏传感器都包括光敏传感器发射端11、光敏传感器接收端12和控制器(图中未示出)，所述单晶炉中设置有坩埚，所述坩埚中放置有硅熔料14。所述光敏传感器发射端11和光敏传感器接收端12用于感受光信号，当所述当前单晶硅棒13的肩部挡住所述光敏传感器发射端11和光敏传感器接收端12之间的光信号传输时，所述光敏传感器向控制器发送信号。

可选地，为了保证当前单晶硅棒的电阻均匀性，在单晶炉的预设位置处设置多个光敏传感器，所述光敏传感器包括光敏传感器发射端11和光敏传感器接收端12。所述光敏传感器用于检测所述当前单晶硅棒13的生长长度，当所述当前单晶硅棒13在生长过程中肩部挡住了所述光敏传感器发射端11和光敏传感器接收端12之间光信号的传输时，所述光敏传感器向所述控制器发送信号，以提示所述控制器做后续动作。

本实施例中，所述光敏传感器均匀的分布在所述单晶炉的导流筒上或者单晶炉的副室内，作为一种示例，所述光敏传感器的数量为4个，其中两个设置在单晶炉的导流筒上，另外两个分布在单晶炉的副室内，且所述4个光敏传感器均匀分布。可以理解的，所述光敏传感器也可以是非均匀分布的，对此，本发明实施例不做限制。可选地，所述控制器布置在所述单晶炉的副室内。所述光敏传感器和所述控制器之间的通信方式可以是无线连接也可以是有线连接。

本发明实施例，通过检测当前单晶硅棒的生长长度，能够实时获取当晶硅棒的生长情况，从而能够保证后续动作的实时性。

步骤103、当所述当前单晶硅棒生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。

本发明实施例中，参照图2，所述单晶炉包括多个光敏传感器发射端11、多个光敏传感器接收端12和控制器(图中未示出)，所述单晶炉中设置有坩埚，所述坩埚中放置有硅熔料14，所述单晶炉中还包括通过引晶绳牵引的当前单晶硅棒13。所述单晶炉用于在所述当前单晶硅棒13生长长度满足预设条件时，向硅熔料14中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂，所述光敏传感器发射端11用于向光敏传感器接收端12发送光信号，所述预设条件可以是当所述当前单晶硅棒13的生长长度遮挡了所述光敏传感器发射端11与光敏传感器接收端12之间的信号传输；当所述当前单晶硅棒13生长长度满足所述当前单晶硅棒13的生长长度遮挡了所述光敏传感器发射端11与光敏传感器接收端12之间的信号传输时，所述光敏传感器接收端12向控制器发送控制信号，所述控制器在接收到所述控制信号后，控制掺杂剂的添加。

本发明实施例中，所述第二预设质量由事先计算得到，具体的，由所述当前单晶硅棒的预设总质量、所述当前单晶硅棒的预设电阻率和多个所述光敏传感器的数量及布置方式决定，多个所述光敏传感器的布置方式包括均匀布置和非均匀布置。作为一种具体的示例，根据所述当前单晶硅棒的预设总质量和所述当前单晶硅棒的预设电阻率计算出总的掺杂剂质量，当所述光敏传感器的数量为四个时且所述光敏传感器为均匀布置的方式时，此时可以将所述当前单晶硅棒的拉制过程分成五个子过程，其中，在第一个子过程执行前，向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂，然后对当前单晶硅棒进行相应的拉制。在所第二至第五个拉制子过程前，当所述当前单晶硅棒的生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入第二预设质量的掺杂剂，然后再对所述当前单晶硅棒进行相应的拉制过程。所述五个子过程拉制的当前单晶硅棒长度相同，则所述第一预设质量等于所述第二预设质量。所述第二预设质量为掺杂剂总质量的1/5。

可以理解，如果所述第一个子过程拉制的当前单晶硅棒长度与后边四个子过程拉制的当前单晶硅棒长度不相同，则可根据第一子过程拉制的单晶硅棒长度与单晶硅棒的总长度之间的比例进行计算，获得第一预设质量。如果第二至第五个子过程拉制的当前单晶硅棒长度也不相同，则每个子过程中向硅熔料中加入的掺杂剂也不相同，即每个子过程所对应的掺杂剂质量能够根据所述子过程拉制的当前单晶硅棒长度计算得到。

作为一种具体的示例，如果多个所述光敏传感器为非均匀布置的方式时，则根据多个所述光敏传感器的布置方式将所述单晶硅棒的拉制过程分为多个拉制子过程，每个拉制子过程所对应拉制得到的单晶硅棒的长度不相同，此时，根据每个拉制子过程拉制的单晶硅棒的长度确定每个拉制子过程在拉制前需要向硅熔料中加入的掺杂剂质量。具体的，所述光敏传感器的数量为三个，分别布置在所述当前单晶硅棒预设总长度的1/5处，5/10处和7/10处，则可以设定第二预设质量为掺杂剂总质量的1/10倍，所述三个光敏传感器将所述当前单晶硅棒的拉制过程分为四个子过程，第一个子过程拉制前，向所述硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂，所述第一预设质量为2倍的第二预设质量，第二个子过程到第四个子过程拉制前分别向硅熔料中加入3倍、2倍和3倍的第二预设质量的掺杂剂。

本发明实施例，在通过光敏传感器检测到所述当前单晶硅棒13的生长长度满足预设条件时，控制器实时控制单晶炉向所述硅熔料14中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂，由于光敏传感器、控制器和单晶炉之间快速响应的特点，实现了所述方法的实时性。可选地，在掺杂剂在加入后，在合适的时间进行当前单晶硅棒的拉制，此时，拉制得到的所述当前单晶硅棒中电阻均匀，电阻率满足要求。可以理解的，所述合适的时间用于保证所述掺杂剂已均匀分布在所述硅熔料表面。

在本发明实施例中，所述方法包括：在拉制当前单晶硅棒前，向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂；在当前单晶硅棒的拉制过程中，检测当前单晶硅棒的生长长度；当所述当前单晶硅棒生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。本发明掺杂剂的添加和当前单晶硅棒的拉制同步进行，又本发明将掺杂剂分为两部分进行添加，包括在拉制当前单晶硅棒前加入第一预设质量的掺杂剂，在拉制拉晶硅棒的过程中多次加入与第二预设质量成比例的掺杂剂，所述的第一预设质量和第二预设质量由事先计算得到，在拉制前加入第一质量的掺杂剂，能够使初始制备的部分当前单晶硅棒的电阻率满足要求。在拉制单晶硅的过程中，当当前单晶硅棒的生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂，由于坩埚转动产生的向心力，能够使掺杂剂均匀的分布的硅熔料表面上，从而保证拉制的当前单晶硅棒各个部分掺杂剂的均匀性，提高了制备的当前单晶硅棒的电阻均匀性，进而提高了当前单晶硅棒的品质和实际产量。

实施例二

参考图3，图3示出了本发明实施例二中的一种掺杂方法的步骤流程图，所述方法包括：所述方法应用于图4所示的单晶炉中，参照图4，所述单晶炉包括掺杂器10、光敏传感器和控制器(图中未示出)；所述掺杂器10通过单晶炉上的开口15设置在单晶炉中，所述光敏传感器包括光敏传感器发射端11和光敏传感器接收端12。所述光敏传感器与所述控制器连接，所述控制器与所述掺杂器10连接。步骤201，在拉制当前单晶硅棒前，向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂。

本发明实施例中，所述步骤与实施例一中的步骤101相同，此处不再赘述。

步骤202，在当前单晶硅棒的拉制过程中，检测当前单晶硅棒的生长长度。

本发明实施例中，所述步骤与实施例一中的步骤102相同，此处不再赘述。

步骤203，当所述当前单晶硅棒生长长度满足所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的总长度之间的比例为m：n时，向所述硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。其中1<n，所述m<所述n。本发明实施例中，当所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的总长度之间的比例为m：n时，向所述硅熔料中加入第二质量的掺杂剂。其中1<n，所述m<所述n；；作为一种示例，将所述单晶硅棒的拉制过程分为4个子过程，且每个子过程拉制的单晶硅棒长度相同，即当所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的总长度之间的比例分别为1/4,2/4，3/4时，向硅熔料中加入第二预设质量的掺杂剂。其中，所述第二预设质量为掺杂剂总质量的1/4，可选地，所述掺杂剂的总质量由所述当前单晶硅棒的预设总质量和所述当前单晶硅棒的预设电阻率决定。

可以理解的，也可以将所述当前单晶硅棒的拉制过程划分为多个子过程，但各个子过程拉制的当前单晶硅棒长度不相同，当各个子过程拉制的当前单晶硅棒长度不相同时，需要添加的第二预设质量的掺杂剂也会不相同。作为一种具体的示例，将所述单晶硅棒的拉制过程分为四个子过程，但每个子过程的拉制得到的单晶硅棒长度不相同，分别对应拉制的单晶硅棒长度为单晶硅棒总长度的1/5倍，3/10倍，3/10倍和1/5倍，则可以设定第二预设质量为掺杂剂总质量的1/10倍，则在每个子过程拉制前分别向硅熔料中加入2倍、3倍、3倍和2倍的第二预设质量的掺杂剂。可以理解，能够根据实际情况对第二预设质量进行不同的设定，本发明实施例对此不做限定。

可以理解的，为了操作简单，执行方便，本实施例可以将所述当前单晶硅棒的拉制过程划分为多个子过程，且各个子过程拉制的当前单晶硅棒的长度相同。

可选地，所述单晶炉内的预设位置处设置有多个光敏传感器，其中，所述预设位置为所述单晶炉内所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的预设总长度之间的比例为m：n的位置；

所述在当前单晶硅棒的拉制过程中，检测当前单晶硅棒的生长长度包括：

在当前单晶硅棒的拉制过程中，利用设置在所述单晶炉内的所述多个光敏传感器，检测当前单晶硅棒的生长长度。

本发明实施例中，参照图4所示的单晶炉的结构示意图，所述单晶炉上设置有多个光敏传感器，每个光敏传感器都包括光敏传感器发射端11和光敏传感器接收端12。可选的，所述光敏传感器的设置位置为所述单晶炉内所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的预设总长度之间的比例为m：n的位置。在当前单晶硅棒的拉制过程中，当所述当前单晶硅棒的肩部遮挡光敏传感器发射端11和光敏传感器接收端12之间的信号发送时，则能够检测到当前单晶硅棒的生长长度。

可选地，所述多个光敏传感器的数量为4个；所述多个光敏传感器等间距或者非等间距的设置在所述单晶炉内。

本发明实施例中，参照图4所示的单晶炉，所述单晶炉内等间距设置有4个光敏传感器，将传感器等间距的设置在单晶炉内部，能够使每次加入硅熔料中的掺杂剂质量相等，方便了操作。可以理解，如果根据不同的需求，也可以将所述4个传感器设置为不同的间距，对此本发明实施例不做限制。同样也可以理解，所述光敏传感器的数量也可以为其它数量，可以根据不同的需求进行设置，如果电阻率的要求较高时，可以将所述光敏传感器的数量设置的多一些，如果对电阻率的要求相对较低，可以将所述光敏传感器的数量设置的少一些。

本发明实施例中，参照图4所示的单晶炉结构示意图，当所述当前单晶硅棒的在拉制过程中，所述当前单晶硅棒的肩部遮挡任意一个光敏传感器的发射端和接收端之间的信号传输时，即所述当前单晶硅棒生长长度达到所述多个光敏传感器中任意一个的安装位置时，控制掺杂器10硅熔料中加入掺杂剂，所述掺杂剂的质量可参考前述的计算方法获得。

作为一个具体的实施例，在所述当前单晶硅棒的肩部遮挡任意一个光敏传感器发射端11与光敏传感器接收端12之间的信号传输时，所述光敏传感器向所述控制器发送控制信号，所述控制器根据所述控制信号，控制所述掺杂器10向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。由于本实施例在所述当前单晶硅棒拉制过程中，分次加入掺杂剂，提高了当前单晶硅棒成品的电阻均匀性，进而提高了当前单晶硅棒成品的电阻率，实验数据表明，本发明实施例获取的当前单晶硅棒成品电阻率与目标电阻率偏差控制在0.02-0.05Ω.cm范围内；由于当前单晶硅棒成品电阻率的提高，进而提高了当前单晶硅棒成品的合格率，实验数据表明，本发明实施例获取的当前单晶硅棒成品的合格率提高了15％，成本降低约25％。

可选的，所述掺杂器10包括掺杂剂容纳部101、掺杂剂调节部和掺杂剂添加部102；

所述掺杂剂容纳部101用于放置掺杂剂；所述掺杂剂调节部一端与所述掺杂剂容纳部101相连接，另一端与所述杂剂添加部102相连接，用于从掺杂剂容纳部101中获取掺杂剂，并将所述掺杂剂通过杂剂添加部102加入到硅熔料内；所述掺杂剂添加部102用于向单晶炉的硅熔料中加入掺杂剂。

所述掺杂剂容纳部101包括多个容纳空间，各容纳空间内放置有与第二预设质量成比例的掺杂剂；所述掺杂剂调节部包括电磁阀和旋转件，所述旋转件一侧与所述掺杂剂容纳部101相连接，另一侧与所述电磁阀相连接，所述电磁阀的另一侧与所述掺杂剂添加部102相连接；所述控制器还与所述掺杂剂调节部相连接，用于当所述当前单晶硅棒13生长长度满足预设条件时控制所述旋转件按照预设角度进行旋转，还用于控制所述电磁阀打开或关闭。

所述掺杂剂添加部102的长度可伸缩；所述控制器还与所述掺杂剂添加部102相连接，用于当所述当前单晶硅棒13生长长度满足预设条件时，控制所述掺杂剂添加部102伸长至硅熔料液面的预设距离处，在加入掺杂剂之后，控制所述掺杂剂添加部102进行收缩。

可选地，所述掺杂剂容纳部101采用耐高温钢化玻璃制成，具有双层水冷结构。

本发明实施例中，在合炉时，将计算好的掺杂剂放置在掺杂剂容纳部101中，且，每个容纳空间放置有相同或者不同质量的掺杂剂。所述掺杂装置还包括锁扣和设置在所述掺杂剂容纳部101上沿的密封圈，在放入掺杂剂后，利用锁扣将掺杂装置上沿的密封圈压紧，在炉台等径后，当当前单晶硅棒肩部挡住光敏传感器发射端11与光面传感器接收端12之间的信号传输时，光敏传感器接收端12接收不到光信号时，此时电磁阀打开，所述杂剂添加部101伸至距离液面上方预设距离处，控制器控制掺杂器自动启动旋转件旋转预设角度，可选地，所述旋转件可以是齿轮。使掺杂剂顺着软管均匀的添加硅熔料液面上方，由于晶埚转的向心力作用，使其均匀的分布在当前单晶硅棒平面上，从而提高电阻均匀性，随着当前单晶硅棒长度的增加，当当前单晶硅棒肩部挡住光敏信号装置时，重复以上步骤，即可实现整根当前单晶硅棒的电阻均匀性。可选地，所述预设距离可以是20mm，所述预设角度可以是60°当所述旋转件为齿轮时，则此时控制齿轮旋转1/6转，所述预设角度由光敏传感器的数量决定。

可选地，作为一种具体的示例，所述掺杂剂添加部102为可伸缩软管，正常拉制当前单晶硅棒过程，由调温-引晶-放肩-转肩-等径五个步骤完成，当当前单晶硅棒长度达到总长度的第一预设比例时，此时肩部挡住第一光敏信号，第一光敏传感器接收端接受不到信号时。此时控制器控制电磁阀打开，可伸缩软管伸至距离硅熔料液面上方20mm处，自动启动旋转件旋转，使掺杂剂顺着软管均匀的添加液面上方，由于晶埚转的向心力作用，使其均匀的分布在晶棒平面上，从而提高电阻均匀性，当当前单晶硅棒长度达到总长度的第二预设比例时，肩部挡住第二光敏信号，第二光敏传感器接收端接受不到信号时。此时通过系统控制掺杂器，电磁阀再次打开，伸缩软管伸至距离液面上方20mm处，自动启动齿轮旋转，使掺杂剂顺着可伸缩软管均匀的添加液面上方，由于晶埚转的向心力作用，使其均匀的分布在单晶硅棒平面上，重复以上步骤，即可实现整根当前单晶硅棒的电阻均匀性，提高当前单晶硅棒的品质。由于硅熔液液面上方的温度较高，所述可伸缩软管一直停留在液面上方，会对其自身结构造成损坏，所以当所述可伸缩软管添加完掺杂剂时，所述控制器控制所述可伸缩软管收缩。

本发明实施例中，该掺杂装置的掺杂剂容纳部101采用耐高温钢化玻璃、双层水冷、可开关以及与掺杂剂添加部103相连接，耐高温钢化玻璃以及双层水冷可保障安全性。所述可开关保证掺杂剂的随时添加性，掺杂剂添加部103可伸缩性保证经久耐用，电磁阀实现使用过程中可分离；电磁阀内部采用6-12齿轮式旋转添加掺杂剂。

可选地，所述光敏传感器的数量为多个，分别安装在单晶炉内的预设位置处。

本发明实施例中，根据拉制单晶棒的长度，可以在单晶炉内设置有至少4个检测点，即光敏信号传感器的数量为4个，优选的，所述4个光敏传感器可以均匀排布在单晶炉内，均匀排布及均匀的添加掺杂剂，可以进一步的使电阻率分布均匀；比如单晶棒的长度为4m时，第一个监测点在4.0m的20％处，第二监测点在4.0m的40％处，第三个监测点在4.0m的60％处，第四个检测点在4.0m的80％处。

可选地，所述掺杂剂的总质量由所述当前单晶硅棒的预设总质量和所述当前单晶硅棒的预设电阻率决定；

所述第二预设质量与掺杂剂总质量之间的比例为x：y；其中，所述x>0，所述x<所述y。本发明实施例中，所述掺杂剂总质量由所述当前单晶硅棒的预设总质量和所述当前单晶硅棒的预设电阻率决定，所述当前单晶硅棒的预设总质量和单晶硅棒的预设电阻率为事先根据单晶硅棒成品需求确定的参数。所述第二预设质量与掺杂剂总质量之间的比例与光敏传感器的数量和设置的位置有关，作为一种具体的示例，所述光敏传感器的数量为4个，且均匀的设置在所述单晶炉内部，所述4个光敏传感器将所述单晶硅棒的拉制过程分为5个子过程，且每个子过程拉制的单晶硅棒长度相同。则可以将所述第二预设质量与所述掺杂剂的总质量之间的比例设置为1:5。作为另一种具体的示例，所述光敏传感器的数量为3个，且所述3个传感器为分等间距设置，所述三个传感器将所述当前单晶硅棒的拉制过程分成了4个子过程，第一个子过程拉制的当晶硅棒长度为当前单晶硅棒的1/5，第二个子过程拉制的当晶硅棒长度为当前单晶硅棒的1/10，第三个子过程拉制的当晶硅棒长度为当前单晶硅棒的3/10，第四个子过程拉制的当晶硅棒长度为当前单晶硅棒的3/10。则可以将所述第二预设质量与所述掺杂剂的总质量之间的比例设置为1:10。可以理解，能够根据传感器的数量以及安装位置关系设置所述第二预设质量与掺杂剂总质量之间的比例，也可以使用其他方法设置，对此，本发明实施例不作限制。

步骤204，在当前单晶硅棒拉制完成后，向所述硅熔料中加入第三预设质量的掺杂剂。

在本发明实施例中，当当前单晶硅棒拉制完成后，向所述硅熔料中加入第三预设质量的掺杂剂，所述第三预设质量的掺杂剂为生成下一个单晶硅棒需要加入的掺杂剂的一部分，其中，第三预设质量由下一个单晶硅棒第一个拉制子过程生成的单晶硅棒的长度与下一个单晶硅棒总长度之间的比例，和下一个单晶硅棒中需要加入掺杂剂的总质量决定。本发明实施例在当前单晶硅棒拉制完成后，向硅熔料中加入第三预设质量的掺杂剂能够满足下一个单晶硅棒第一个拉制子过程所需的掺杂剂，节省了拉制单晶硅棒的时间，提高了生产单晶硅棒的效率。

在本发明实施例中，所述方法包括：在拉制当前单晶硅棒前，向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂；在当前单晶硅棒的拉制过程中，检测当前单晶硅棒的生长长度；当所述当前单晶硅棒生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。本发明掺杂剂的添加和当前单晶硅棒的拉制同步进行，又本发明将掺杂剂分为两部分进行添加，包括在拉制当前单晶硅棒前加入第一预设质量的掺杂剂，在拉制拉晶硅棒的过程中多次加入与第二预设质量成比例的掺杂剂，所述的第一预设质量和第二预设质量由事先计算得到，在拉制前加入第一质量的掺杂剂，能够使初始制备的部分当前单晶硅棒的电阻率满足要求。在拉制单晶硅的过程中，当当前单晶硅棒的生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂，由于坩埚转动产生的向心力，能够使掺杂剂均匀的分布的硅熔料表面上，从而保证拉制的当前单晶硅棒各个部分掺杂剂的均匀性，提高了制备的当前单晶硅棒的电阻均匀性，进而提高了当前单晶硅棒的实际产量。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定都是本申请实施例所必须的。

实施例三

参照图5，示出了本发明实施例公开了一种单晶装置30，所述单晶装置30包括：第一控制模块301、检测模块302和第二控制模块303；

所述第一控制模块301用于在拉制当前单晶硅棒前，向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂；

所述检测模块302用于在当前单晶硅棒的拉制过程中，检测当前单晶硅棒的生长长度；

所述第二控制模块303用于当所述当前单晶硅棒生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。

可选地，所述预设条件包括：所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的预设总长度之间的比例为m：n，其中n>0，m<n；

所述第二控制模块303还用于当所述当前单晶硅棒生长长度满足所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的预设总长度之间的比例为m：n时，向所述硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。

可选地，所述单晶装置30内的预设位置处设置有多个光敏传感器，其中，所述预设位置为所述单晶装置内所述当前单晶硅棒生长长度与所述当前单晶硅棒的预设总长度之间的比例为m：n的位置；

所述检测模块302还用于在当前单晶硅棒的拉制过程中，利用设置在所述单晶装置内的所述多个光敏传感器，检测当前单晶硅棒的生长长度。

可选地，所述多个光敏传感器的数量为4个；

所述多个光敏传感器等间距或者非等间距的设置在所述单晶炉内。

可选地，所述掺杂剂的总质量由所述当前单晶硅棒的预设总质量和所述当前单晶硅棒的预设电阻率决定；

所述第二预设质量与掺杂剂总质量之间的比例为x：y；其中，所述x>0，所述x<所述y。

可选地，所述单晶装置还包括：第三控制模块，所述第三控制模块用于当前单晶硅棒拉制完成后，向所述硅熔料中加入第三预设质量的掺杂剂。

在本发明实施例中，所述单晶装置包括：第一控制模块、检测模块和第二控制模块；所述第一控制模块用于在拉制当前单晶硅棒前，向硅熔料中加入第一预设质量的掺杂剂；所述检测模块用于在当前单晶硅棒的拉制过程中，检测当前单晶硅棒的生长长度；所述第二控制模块用于当所述当前单晶硅棒生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入与第二预设质量成比例的掺杂剂。本发明掺杂剂的添加和当前单晶硅棒的拉制同步进行，又本发明将掺杂剂分为两部分进行添加，包括在拉制当前单晶硅棒前加入第一预设质量的掺杂剂，在拉制拉晶硅棒的过程中多次加入与第二预设质量成比例的掺杂剂，所述的第一预设质量和第二预设质量由事先计算得到，在拉制前加入第一质量的掺杂剂，能够使初始制备的部分当前单晶硅棒的电阻率满足要求。在拉制单晶硅的过程中，当当前单晶硅棒的生长长度满足预设条件时，向硅熔料中加入掺杂剂，由于坩埚转动产生的向心力，能够使掺杂剂均匀的分布的硅熔料表面上，从而保证拉制的当前单晶硅棒各个部分掺杂剂的均匀性，提高了制备的当前单晶硅棒的电阻均匀性，进而提高了当前单晶硅棒的品质和实际产量。

本发明实施例中，所述单晶装置中各个部分的功能，具体可参照前述方法实施例的相关记载，且能达到相同的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。

图6示出了本发明实施例的一种单晶炉的逻辑结构示意图。如图6所示，本发明实施例提供的单晶炉可以包括：接口41、处理器42、存储器43及总线44；其中，所述总线44，用于实现所述接口41、所述处理器42和所述存储器43之间的连接通信；所述存储器43存储有可执行程序，所述处理器42，用于执行所述存储器43中存储的可执行程序，以实现如图1或图3，实施例一或实施例二中的掺杂方法的步骤，并能达到相同或相似的效果，为了避免重复，此处不再赘述。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个可执行程序，所述一个或者多个可执行程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如图1或图3，实施例一或实施例二中的掺杂方法的步骤，并能达到相同或相似的效果，为了避免重复，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。