一种放肩控制方法、装置、电子设备及存储介质
文献发布时间:2024-01-17 01:20:32
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域,特别是涉及一种放肩控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
直拉法是单晶硅生产制造的主要工艺方法,包括引晶、放肩、转肩、等径等工艺阶段,其中,在放肩、转肩阶段由于气路、挥发面积等变化会导致含氧量升高,使得单晶硅的成品中氧杂质含量高,影响单晶硅的成品质量。
发明内容
本发明提供一种放肩控制方法、装置、电子设备及存储介质,旨在降低直拉法制备单晶硅的成品氧杂质含量,从而提高单晶硅的成品质量。
第一方面,本发明实施例提供了一种放肩控制方法,该方法可以包括:
将转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程中,获取目标降温量;
根据所述目标降温量提升所述放肩过程中的放肩降温斜率;
根据提升后的所述放肩降温斜率在所述放肩过程中进行降温控制。
可选地,所述根据所述目标降温量提升所述放肩过程中的放肩降温斜率,包括:
根据所述目标降温量获取降温前置参数,所述降温前置参数表示所述放肩降温斜率的调整范围;
根据所述降温前置参数和所述目标降温量提升所述放肩降温斜率。
可选地,所述根据所述目标降温量提升所述放肩过程中的放肩降温斜率之后,还包括:
根据所述目标降温量提高所述放肩过程中的单晶拉速;
所述根据提升后的所述放肩降温斜率在所述放肩过程中进行降温控制,包括:
在提高后的所述单晶拉速下,根据提升后的所述放肩降温斜率在所述放肩过程中进行降温控制。
可选地,所述根据所述目标降温量提升所述放肩过程中的放肩降温斜率之后,还包括:
根据提升后的所述放肩降温斜率对所述放肩过程中的放肩肩型进行调整,所述放肩肩型包括放肩长度、放肩直径中的至少一种;
对调整后的所述放肩肩型分段设置对应的控制系数,所述控制系数包括比例系数、积分系数、微分系数中的至少一种;
所述根据提升后的所述放肩降温斜率在所述放肩过程中进行降温控制,包括:
根据提升后的所述放肩降温斜率采用所述控制系数在所述放肩过程中实现降温控制。
可选地,所述放肩肩型为放肩长度,所述控制系数为比例系数、积分系数、微分系数,所述对调整后的所述放肩肩型分段设置对应的控制系数,包括:
在所述放肩长度小于或等于40mm的情况下,所述比例系数为5,所述积分系数为0,所述微分系数为1000;
在所述放肩长度等于60mm的情况下,所述比例系数为4,所述积分系数为0.02,所述微分系数为1000;
在所述放肩长度大于或等于80mm的情况下,所述比例系数为3,所述积分系数为0.05,所述微分系数为800;
在所述放肩长度大于40mm且小于60mm的情况下,根据预设计算规则基于所述放肩长度为40mm对应的控制系数以及所述放肩长度为60mm对应的控制系数确定所述放肩长度对应的控制系数;
在所述放肩长度大于60mm且小于80mm的情况下,根据预设计算规则基于所述放肩长度为60mm对应的控制系数以及所述放肩长度为80mm对应的控制系数确定所述放肩长度对应的控制系数。
可选地,所述将转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程中,获取目标降温量,包括:
获取所述放肩过程的初始放肩降温量,所述转肩过程的初始转肩降温量以及所述等径过程的初始等径降温量,并将所述转肩过程和所述等径过程的实际降温量置为零;
累加所述初始放肩降温量、所述初始转肩降温量以及所述初始等径降温量,获得所述目标降温量。
可选地,所述降温前置参数为0-5.5KW。
第二方面,本发明实施例提供了一种放肩控制装置,该装置可以包括:
降温量前置模块,用于将转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程中,获取目标降温量;
降温斜率调整模块,用于根据所述目标降温量提升所述放肩过程中的放肩降温斜率;
放肩降温控制模块,用于根据提升后的所述放肩降温斜率在所述放肩过程中进行降温控制。
可选地,所述降温斜率调整模块,包括:
调整参数获取子模块,用于根据所述目标降温量获取降温前置参数,所述降温前置参数表示所述放肩降温斜率的调整范围;
前期斜率调整子模块,用于根据所述降温前置参数和所述目标降温量提升所述放肩降温斜率。
可选地,所述装置还包括:
拉速调整模块,用于根据所述目标降温量提高所述放肩过程中的单晶拉速;
所述放肩降温控制模块,具体用于在提高后的所述单晶拉速下,根据提升后的所述放肩降温斜率在所述放肩过程中进行降温控制。
可选地,所述装置还包括:
肩型调整模块,用于根据提升后的所述放肩降温斜率对所述放肩过程中的放肩肩型进行调整,所述放肩肩型包括放肩长度、放肩直径中的至少一种;
控制系数模块,用于对调整后的所述放肩肩型分段设置对应的控制系数,所述控制系数包括比例系数、积分系数、微分系数中的至少一种;
所述放肩降温控制模块,具体用于根据提升后的所述放肩降温斜率采用所述控制系数在所述放肩过程中实现降温控制。
可选地,所述控制系数模块,包括:
第一分段子模块,用于在所述放肩长度小于或等于40mm的情况下,所述比例系数为5,所述积分系数为0,所述微分系数为1000;
第二分段子模块,用于在所述放肩长度等于60mm的情况下,所述比例系数为4,所述积分系数为0.02,所述微分系数为1000;
第三分段子模块,用于在所述放肩长度大于或等于80mm的情况下,所述比例系数为3,所述积分系数为0.05,所述微分系数为800;
第四分段子模块,用于在所述放肩长度大于40mm且小于60mm的情况下,根据预设计算规则基于所述放肩长度为40mm对应的控制系数以及所述放肩长度为60mm对应的控制系数确定所述放肩长度对应的控制系数;
第五分段子模块,用于在所述放肩长度大于60mm且小于80mm的情况下,根据预设计算规则基于所述放肩长度为60mm对应的控制系数以及所述放肩长度为80mm对应的控制系数确定所述放肩长度对应的控制系数。
可选地,所述降温量前置模块,包括:
初始降温量获取子模块,用于获取所述放肩过程的初始放肩降温量,所述转肩过程的初始转肩降温量以及所述等径过程的初始等径降温量,并将所述转肩过程和所述等径过程的实际降温量置为零;
等径转肩降温量前置子模块,用于累加所述初始放肩降温量、所述初始转肩降温量以及所述初始等径降温量,获得所述目标降温量。
可选地,所述降温前置参数为0-5.5KW。
在本发明实施的第三方面,还提供了一种电子设备,该电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,所述处理器,所述通信接口,所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信;
所述存储器,用于存储计算机程序;
所述处理器,用于执行所述存储器上所存放的所述计算机程序时,实现上述的放肩控制方法。
在本发明实施的第四方面,还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,当该计算机程序在计算机上运行时,使得计算机实现上述任一所述的放肩控制方法。
在本发明实施的第五方面,还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机实现上述任一所述的放肩控制方法。
在本发明实施中,将直拉法单晶硅制备中转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程,获得目标降温量,并根据目标降温量提升放肩过程中的放肩降温斜率,以根据调整后的放肩降温斜率在放肩过程中完成目标降温量的降温控制,此时,放肩过程的降温量提升,且转肩过程、等径过程的降温目标提前实现,能够有效降低放肩过程、转肩过程、等径过程的熔体温度,从而能够降低坩埚溶解,减少氧杂质溶解在熔体中溶解量,降低成品单晶硅的氧含量。
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提供的放肩控制方法的步骤流程图之一;
图2示出了本发明实施例提供的放肩控制方法的步骤流程图之二;
图3示出了本发明实施例提供的放肩控制方法的步骤流程图之三;
图4示出了本发明实施例提供的放肩控制方法的步骤流程图之四;
图5示出了本发明实施例提供的一种放肩控制方法的具体示例流程图;
图6示出了本发明实施例提供的放肩肩型调整前后曲线示意图;
图7示出了本发明实施例提供的一种放肩控制装置的结构框图。
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。
直拉法制备单晶硅的工艺中,主要由坩埚溶解、氧挥发、熔体对流、分凝等因素影响单晶硅的氧含量,其中,熔体与坩埚作用生成一氧化硅进入熔体,部分通过熔体对流达到熔体表面并以氧挥发的形式逸散,部分溶解在熔体中并最终以氧原子的形式存在于单晶硅中,而通过坩埚溶解溶解在熔体中的氧原子浓度与熔体的液温有关,熔体的液温降低,可以降低氧原子在熔体中的溶解浓度。但是,目前直拉法的工艺中,在放肩过程、转肩过程等过程中,熔体的液温尤其是坩埚与熔体接触面的温度较高,使得坩埚溶解量较多,造成单晶硅中氧含量较高,质量较差。
参照图1,图1示出了本发明实施例提供的放肩控制方法的步骤流程图之一,该方法可以包括:
步骤101、将转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程中,获取目标降温量。
本发明实施例中,在常规工艺中放肩过程、转肩过程、等径过程等过程中分别需要实现对应的降温量,从而适应工艺中的温度需求的基础上进行改进,将转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程中,以使放肩过程中的目标降温量满足常规工艺中放肩过程、转肩过程、等径过程的降温量,能够使放肩过程、转肩过程、等径过程中熔体的温度低于常规工艺,从而有效降低坩埚溶解,以降低单晶硅的氧含量。
步骤102、根据所述目标降温量提升所述放肩过程中的放肩降温斜率。
本发明实施例中,放肩降温斜率可以表征放肩过程中的降温速度,在放肩过程中的降温量调整为目标降温量后,可以根据目标降温量对放肩过程中的放肩降温斜率进行调整,以提升降温速度提高放肩过程中的降温量实现,目标降温量。可选地,可以将放肩过程中的降温划分为多个阶段,在不同阶段中可以选择相同或不同的放肩降温斜率,以调整不同阶段的降温速度、降温量等,适应不同阶段的工艺特性,如放肩过程中,尤其是采用平放肩时放肩后期降温对平肩影响较小,因此,可以在放肩后期设置较大降温斜率,以提升降温速率、降温量等,本领域技术人员可以根据具体工艺条件、生产需求等基于目标降温量调整放肩降温速率,本发明实施例对此不作具体限制。
步骤103、根据提升后的所述放肩降温斜率在所述放肩过程中进行降温控制。
本发明实施例中,可以采用提升后的放肩降温斜率,按照对应的降速速度逐渐实现目标降温量,以在放肩过程中进行降温控制,而目标降温量通过对后续工艺中转肩过程、等径过程的降温量前置得到,因此,在放肩过程中基于提升后的放肩降温斜率实现的目标降温量降低了放肩过程中的熔体温度,并进一步降低了后续工艺中转肩过程、等径过程的熔体温度,从而减少了坩埚溶解,降低了熔体中溶解的氧含量。
在本发明实施中,将直拉法单晶硅制备中转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程,获得目标降温量,并根据目标降温量提升放肩过程中的放肩降温斜率,以根据调整后的放肩降温斜率在放肩过程中完成目标降温量的降温控制,此时,放肩过程的降温量提升,且转肩过程、等径过程的降温目标提前实现,能够有效降低放肩过程、转肩过程、等径过程的熔体温度,从而能够降低坩埚溶解,减少氧杂质溶解在熔体中溶解量,降低成品单晶硅的氧含量。
参照图2,图2示出了本发明实施例提供的放肩控制方法的步骤流程图之二,该方法可以包括:
步骤201、获取所述放肩过程的初始放肩降温量,所述转肩过程的初始转肩降温量以及所述等径过程的初始等径降温量,并将所述转肩过程和所述等径过程的实际降温量置为零。
本发明实施例中,初始降温量可以是常规工艺中不同阶段设定的降温量,如常规工艺中放肩过程的降温量为初始放肩降温量,常规工艺中转肩过程的降温量为转肩降温量,常规工艺中等径过程的降温量为初始等径降温量,根据常规工艺中工作条件、单晶硅生产需求等不同,不同阶段的初始降温量可能不同,在获取目标降温量时,可以分别获取常规工艺中不同阶段的初始降温量,以确定不同阶段需要实现的降温量。
本发明实施例中,将转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程中,则转肩过程、等径过程无需再进一步降温,可以在确定转肩过程的初始转肩降温量、等径过程的初始等径降温量后,将本发明实施中转肩过程的实际降温量置为零,以及将等径过程的实际降温量置为零,从而实现在转肩过程、等径过程不进行降温,而在放肩过程进行降温。可选地,可以分别获取转肩过程的初始转肩降温量,并将转肩过程的实际降温量置为零,获取等径过程的初始等径降温量,并将等径过程的实际降温量置为零,也可以先获取转肩过程的初始转肩降温量以及等径过程的初始等径降温量,再转肩过程和等径过程的实际降温量置为零,本发明对不同工艺步骤的执行顺序不作具体限制,本领域技术人员可以根据实际工艺条件与生产需求调整。
步骤202、累加所述初始放肩降温量、所述初始转肩降温量以及所述初始等径降温量,获得所述目标降温量。
本发明实施例中,目标降温量可以通过累加初始放肩降温量、初始转肩降温量、初始等径降温量获得,从而目标降温量中包括常规工艺中设定的放肩过程、转肩过程、等径过程的初始降温量。可以看出,在本发明实施中放肩过程实现了目标降温量,使得放肩过程熔体温度降低更多,而且转肩过程、等径过程的熔体温度已达到工艺的降温要求无需再进一步降温,从而低于常规工艺中对应过程的熔体温度,降低了坩埚溶解,进一步降低了单晶硅中的氧含量。
步骤203、根据所述目标降温量获取降温前置参数,所述降温前置参数表示所述放肩降温斜率的调整范围。
本发明实施例中,降温前置参数可以是对放肩降温斜率的调整范围,可选地,根据降温控制中调控的参数,降温前置参数可以是放肩过程中不同阶段的降温速度提升范围、温度降低量范围、功率降低量范围等,根据目标降温量的不同对放肩降温斜率的降温前置参数可以不同,从而在保证工艺正常进行的情况下,对放肩降温斜率进行合适范围的调整,以在放肩过程中实现目标降温量。
可选地,所述降温前置参数为0-5.5KW。
本发明实施例中,通过功率调整对工艺温度进行调整时,降温前置参数可以是0-5.5KW,在0-5.5KW的范围内可以提升放肩降温斜率,以在放肩过程将降温量提升至目标降温量,具体的调整量可以是0KW、0.1KW、0.5KW、1KW、2KW、3KW、4KW、5KW、5.5KW等0-5.5KW之间的任意值。
步骤204、根据所述降温前置参数和所述目标降温量提升所述放肩降温斜率。
本发明实施例中,根据降温前置参数以及目标降温量可以对放肩降温斜率进行调整,以使放肩降温斜率能够在放肩过程中实现目标降温量的降温控制,可以是根据降温前置参数对降温控制中至少一个阶段的降温速度、温度降低量或功率降低量等进行提升,使得在本发明实施的降温控制中该阶段的降温速度、温度降低量或功率降低量等大于常规工艺,以提升放肩过程的总降温量使其达到目标降温量。
本发明实施例中,在不同的放肩工艺中降温过程通常分阶段进行,根据具体工艺条件、工艺需求,不同阶段的放肩降温量可能相同也可能不同,从而不同阶段的放肩降温斜率可能相同也可能不同,因此根据降温前置参数可以是在调整范围内对放肩降温斜率进行调整,在调整范围内每一阶段具体的调整量与其他阶段可以相同也可以不同,在适应工艺特性的情况下使得放肩过程中整体的实际降温量实现目标降温量即可。
如,在降温前置参数为0-5.5KW的情况下,在放肩过程中温度变化对单晶生长影响较大时,可以根据降温前置参数选择较小的调整量,如提升0.7KW;在温度变化对单晶生长影响较小时,可以根据降温前置参数选择较大的调整量,如提升2.6KW、3KW、5.5KW。
步骤205、根据提升后的所述放肩降温斜率在所述放肩过程中进行降温控制。
本发明实施例中,步骤205可对应参照前述步骤103的相关描述,为避免重复,在此不再赘述。
在本发明实施中,将直拉法单晶硅制备中转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程,获得目标降温量,并根据目标降温量提升放肩过程中的放肩降温斜率,以根据调整后的放肩降温斜率在放肩过程中完成目标降温量的降温控制,此时,放肩过程的降温量提升,且转肩过程、等径过程的降温目标提前实现,能够有效降低放肩过程、转肩过程、等径过程的熔体温度,从而能够降低坩埚溶解,减少氧杂质溶解在熔体中溶解量,降低成品单晶硅的氧含量。
参照图3,图3示出了本发明实施例提供的放肩控制方法的步骤流程图之三,该方法可以包括:
步骤301、将转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程中,获取目标降温量。
步骤302、根据所述目标降温量提升所述放肩过程中的放肩降温斜率。
本发明实施例中,步骤301-302可对应参照前述步骤101-102或步骤201-204的相关描述,为避免重复,在此不再赘述。
步骤303、根据提升后的所述放肩降温斜率对所述放肩过程中的放肩肩型进行调整,所述放肩肩型包括放肩长度、放肩直径中的至少一种。
本发明实施例中,基于对放肩降温斜率的调整,在放肩过程中的放肩肩型也可以进一步调整,以适应晶体生长的实际状况,可选地,放肩肩型可以是放肩长度、放肩直径等,根据对放肩降温斜率的提升,可以调整放肩长度、放肩直径增长。
步骤304、对调整后的所述放肩肩型分段设置对应的控制系数,所述控制系数包括比例系数、积分系数、微分系数中的至少一种。
本发明实施例中,由于放肩过程中不同时期晶体生长的速率不同,且差异较大,因此,可以对不同时期设置不同的控制系数,避免在放肩过程中采用单段控制系数不能适应不同时期晶体生长速率的问题,提高控制准确度和稳定性,可选地,可以采用调整后的放肩肩型进行分段,以区分放肩过程的不同时期,再设置分段对应的控制系数以实现不同时期内准确、平稳的控制,其中,控制系数可以包括比例系数(P)、积分系数(I)、微分系数(D)等,分段可以对应固定的控制系数,也可以对应基准的控制系数,并在分段内根据实时的放肩肩型在基准的控制系数基础上动态调整。
可选地,所述放肩肩型为放肩长度,所述控制系数为比例系数、积分系数、微分系数,所述步骤304包括:
步骤S11、在所述放肩长度小于或等于40mm的情况下,所述比例系数为5,所述积分系数为0,所述微分系数为1000。
步骤S12、在所述放肩长度等于60mm的情况下,所述比例系数为4,所述积分系数为0.02,所述微分系数为1000。
步骤S13、在所述放肩长度大于或等于80mm的情况下,所述比例系数为3,所述积分系数为0.05,所述微分系数为800。
步骤S14、在所述放肩长度大于40mm且小于60mm的情况下,根据预设计算规则基于所述放肩长度为40mm对应的控制系数以及所述放肩长度为60mm对应的控制系数确定所述放肩长度对应的控制系数。
步骤S15、在所述放肩长度大于60mm且小于80mm的情况下,根据预设计算规则基于所述放肩长度为60mm对应的控制系数以及所述放肩长度为80mm对应的控制系数确定所述放肩长度对应的控制系数。
本发明实施例中,可以对放肩长度分段设置对应的控制系数,如可以将放肩长度根据40mm、60mm、80mm三个端点划分为四个分段,其中,当放肩长度小于或等于40mm时,采用比例系数为5,积分系数为0,微分系数为1000的控制系数;当放肩长度等于60mm时,采用比例系数为4,积分系数为0.02,微分系数为1000的控制系数;当放肩长度大于或等于80mm时,采用比例系数为3,积分系数为0.05,微分系数为800的控制系数。
进一步的,当放肩长度大于40mm且小于60mm,或放肩长度大于60mm且小于80mm时,可以根据预设计算规则基于放肩长度所处范围的两端点,以及两端点分别对应的控制系数计算该放肩长度对应的控制系数,预设计算规则可以是根据两端点之间的控制系数斜率以及该放肩长度与一个端点的放肩长度之间的差值对该端点的控制系数进行调整,控制系数斜率可以根据控制系数的差值与放肩长度的差值作比得到。
如,当放肩长度为50mm时,端点40mm与端点60mm之间的比例系数斜率如下公式(1)所示:
(5-4)/(60-40)=0.05········(1);
该放肩长度50mm与端点40mm的差值如下公式(2)所示:
(50mm-40mm)=10··········(2);
在此基础上,根据比例系数斜率0.05与差值10对端点40mm的比例系数5进行调整如下公式(3)所示:
5+0.05*10=5.5·········(3)。
放肩长度50mm对应的微分系数、积分系数,以及当放肩长度大于60mm且小于80mm时,可以此类推.
步骤305、根据提升后的所述放肩降温斜率采用所述控制系数在所述放肩过程中实现降温控制。
本发明实施例中,在放肩过程中根据提升后的放肩降温斜率进行降温时,可以根据放肩肩型分段对应的控制系数实现降温控制,其中,可以根据控制系数实现PID控制,以在准确、稳定的降温控制中适应放肩肩型不同分段中晶体生长速率的差异,进一步的,步骤206可对应参照前述步骤103的相关描述,为避免重复,在此不再赘述。
在本发明实施中,将直拉法单晶硅制备中转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程,获得目标降温量,并根据目标降温量提升放肩过程中的放肩降温斜率,以根据调整后的放肩降温斜率在放肩过程中完成目标降温量的降温控制,此时,放肩过程的降温量提升,且转肩过程、等径过程的降温目标提前实现,能够有效降低放肩过程、转肩过程、等径过程的熔体温度,从而能够降低坩埚溶解,减少氧杂质溶解在熔体中溶解量,降低成品单晶硅的氧含量。
进一步的,直拉法制备单晶硅的工艺中,熔体与坩埚作用生成一氧化硅进入熔体,部分通过熔体对流达到熔体表面并以氧挥发的形式逸散,部分溶解在熔体中并最终以氧原子的形式存在于单晶硅中,可以看出,熔体表面会形成一定程度的氧富集,放肩过程、转肩过程等工艺步骤耗时越长熔体表面氧富集的程度越高,从而可能造成单晶硅的成品中氧含量较高。
参照图4,图4示出了本发明实施例提供的放肩控制方法的步骤流程图之四,该方法可以包括:
步骤401、将转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程中,获取目标降温量。
步骤402、根据所述目标降温量提升所述放肩过程中的放肩降温斜率。
本发明实施例中,步骤402-401可对应参照前述步骤101-102或步骤201-204的相关描述,为避免重复,在此不再赘述。
步骤403、根据所述目标降温量提高所述放肩过程中的单晶拉速。
本发明实施例中,由于在放肩过程中目标降温量大于初始放肩降温量,因此,在降温量更大的情况下单晶硅的结晶量有所提升,进一步的,可以提高放肩过程中的单晶拉速以适应结晶量的提升。可以看出,单晶拉速的提高与目标降温量的提升对应,本领域技术人员可以根据工艺条件、生产需求对单晶拉速进行提升,包括提升单晶拉速的上限、下限等,本发明实施例对此不作具体限制。
步骤404、在提高后的所述单晶拉速下,根据提升后的所述放肩降温斜率在所述放肩过程中进行降温控制。
本发明实施例中,可以在提高后的单晶拉速下,根据提升后的放肩降温斜率在放肩过程中进行降温控制,具体可对应参照前述步骤103或步骤303-305的相关描述,为避免重复,在此不再赘述。
在本发明实施中,将直拉法单晶硅制备中转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程,获得目标降温量,并根据目标降温量提升放肩过程中的放肩降温斜率,以根据调整后的放肩降温斜率在放肩过程中完成目标降温量的降温控制,此时,放肩过程的降温量提升,且转肩过程、等径过程的降温目标提前实现,能够有效降低放肩过程、转肩过程、等径过程的熔体温度,从而能够降低坩埚溶解,减少氧杂质溶解在熔体中溶解量,降低成品单晶硅的氧含量;同时根据目标降温量提升了放肩过程中的单晶拉速,从而缩短了放肩过程中的时长,减少了结晶界面氧富集程度,进一步降低了成品单晶硅的氧含量。
参照图5,图5示出了本发明实施例提供的一种放肩控制方法的具体示例流程图,其中,引晶过程的功率P
步骤501、获取转肩过程的初始转肩降温量为2.5KW,并将转肩过程的实际降温量置为0KW;
步骤502、获取等径过程的初始等径降温量为3KW,并将等径过程的实际降温量置为0KW;
步骤503、获取放肩过程的初始放肩降温量为9KW,并累加初始放肩降温量、初始转肩降温量和初始等径降温量获得目标降温量14.5KW;
步骤504、根据目标降温量将单晶拉速的上限从70mm/h提升至100mm/h,将单晶拉速的下限从25mm/h提升至30mm/h,将单晶拉速的基础拉速从42mm/h提升至75mm/h;
步骤505、根据目标降温量获取降温前置参数0-5.5KW;
步骤506、根据降温前置参数0-5.5KW以及目标降温量14.5KW对放肩降温斜率进行提升,将放肩降温斜率从“0.3/1.2/1.4/1.7/1.9/2.5/3.2/4.5/9KW”提升为“1/1.9/2.1/2.4/2.6/3.2/3.9/6.7/14.5KW”;
本发明实施例中,从步骤506的放肩斜率的提升可以看出,其对降温过程中的第一阶段到第七阶段中每阶段提升0.7KW,对第八阶段提升2.2KW,对第九阶段提升5.5KW,并使得总的实际降温量达到目标降温量14.5KW。
步骤507、根据提升后的放肩降温斜率对放肩长度进行调整,将放肩长度从“0/10/20/30/40/50/60/70/80/90/100/110”调整到“0/10/20/30/40/50/60/70/80/90/100/110/120”;
步骤508、根据提升后的放肩降温斜率对放肩直径进行调整,将放肩直径从“7/10/16/24/38/60/84/124/165/210/255/300”调整到“7.3/16/25/38/54/75/100/130/163/200/240/280/320”;
参照图6,图6示出了本发明实施例提供的放肩肩型调整前后曲线示意图,其中,根据放肩降温斜率的调整对放肩肩型进行了调整,其中,相比于调整前,调整后的放肩长度、放肩直径均有所提升。
步骤509、根据调整后的放肩长度分段设置对应的控制系数。
本发明实施例中,对放肩长度分段设置对应控制系数示例如下所示:
在放肩长度小于或等于40mm的情况下,控制系数为P
在放肩长度大于或等于80mm的情况下,控制系数为P
在放肩长度等于60mm的情况下,控制系数为P
在放肩长度大于40mm,且小于60mm的情况下,可以根据放肩长度与40mm的差值,以及两端点的控制系数斜率,对40mm对应的控制系数进行调整,以确定放肩长度对应的控制系数;
如,以放肩长度为50mm为例,由于40mm<50mm<60mm,因此可以根据预设计算规则计算放肩长度50mm对应的比例系数P
在放肩长度大于60mm,且小于80mm的情况下,可以根据放肩长度与60mm的差值,以及两端点之间的控制斜率系数,对60mm对应的控制系数进行调整,以确定放肩长度对应的控制系数。
可选地,也可以根据放肩直径分段设置控制系数,本发明实施例对此不作具体限制。
步骤510、在提高后的单晶拉速下,根据提升后的放肩降温斜率采用控制系数在所述放肩过程中实现降温控制。
上述工艺中,坩埚的埚升系数为0.4不变。
在本发明实施中,将直拉法单晶硅制备中转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程,获得目标降温量,并根据目标降温量提升放肩过程中的放肩降温斜率,以根据调整后的放肩降温斜率在放肩过程中完成目标降温量的降温控制,此时,放肩过程的降温量提升,且转肩过程、等径过程的降温目标提前实现,能够有效降低放肩过程、转肩过程、等径过程的熔体温度,从而能够降低坩埚溶解,减少氧杂质溶解在熔体中溶解量,降低成品单晶硅的氧含量;同时根据目标降温量提升了放肩过程中的单晶拉速,从而缩短了放肩过程中的时长,减少了结晶界面氧富集程度,进一步降低了成品单晶硅的氧含量。
参照图7,图7示出了本发明实施例提供的一种放肩控制装置60的结构框图,该装置可以包括:
降温量前置模块601,用于将转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程中,获取目标降温量;
降温斜率调整模块602,用于根据所述目标降温量提升所述放肩过程中的放肩降温斜率;
放肩降温控制模块603,用于根据提升后的所述放肩降温斜率在所述放肩过程中进行降温控制。
可选地,所述降温斜率调整模块602,包括:
调整参数获取子模块,用于根据所述目标降温量获取降温前置参数,所述降温前置参数表示所述放肩降温斜率的调整范围;
前期斜率调整子模块,用于根据所述降温前置参数和所述目标降温量提升所述放肩降温斜率。
可选地,所述装置还包括:
拉速调整模块,用于根据所述目标降温量提高所述放肩过程中的单晶拉速;
所述放肩降温控制模块,具体用于在提高后的所述单晶拉速下,根据提升后的所述放肩降温斜率在所述放肩过程中进行降温控制。
可选地,所述装置还包括:
肩型调整模块,用于根据提升后的所述放肩降温斜率对所述放肩过程中的放肩肩型进行调整,所述放肩肩型包括放肩长度、放肩直径中的至少一种;
控制系数模块,用于对调整后的所述放肩肩型分段设置对应的控制系数,所述控制系数包括比例系数、积分系数、微分系数中的至少一种;
所述放肩降温控制模块,具体用于根据提升后的所述放肩降温斜率采用所述控制系数在所述放肩过程中实现降温控制。
可选地,所述控制系数模块,包括:
第一分段子模块,用于在所述放肩长度小于或等于40mm的情况下,所述比例系数为5,所述积分系数为0,所述微分系数为1000;
第二分段子模块,用于在所述放肩长度等于60mm的情况下,所述比例系数为4,所述积分系数为0.02,所述微分系数为1000;
第三分段子模块,用于在所述放肩长度大于或等于80mm的情况下,所述比例系数为3,所述积分系数为0.05,所述微分系数为800;
第四分段子模块,用于在所述放肩长度大于40mm且小于60mm的情况下,根据预设计算规则基于所述放肩长度为40mm对应的控制系数以及所述放肩长度为60mm对应的控制系数确定所述放肩长度对应的控制系数;
第五分段子模块,用于在所述放肩长度大于60mm且小于80mm的情况下,根据预设计算规则基于所述放肩长度为60mm对应的控制系数以及所述放肩长度为80mm对应的控制系数确定所述放肩长度对应的控制系数。
可选地,所述降温量前置模块601,包括:
初始降温量获取子模块,用于获取所述放肩过程的初始放肩降温量,所述转肩过程的初始转肩降温量以及所述等径过程的初始等径降温量,并将所述转肩过程和所述等径过程的实际降温量置为零;
等径转肩降温量前置子模块,用于累加所述初始放肩降温量、所述初始转肩降温量以及所述初始等径降温量,获得所述目标降温量。
可选地,所述降温前置参数为0-5.5KW。
在本发明实施中,将直拉法单晶硅制备中转肩过程、等径过程的降温量调整到放肩过程,获得目标降温量,并根据目标降温量提升放肩过程中的放肩降温斜率,以根据调整后的放肩降温斜率在放肩过程中完成目标降温量的降温控制,此时,放肩过程的降温量提升,且转肩过程、等径过程的降温目标提前实现,能够有效降低放肩过程、转肩过程、等径过程的熔体温度,从而能够降低坩埚溶解,减少氧杂质溶解在熔体中溶解量,降低成品单晶硅的氧含量。
本发明实施例提供了一种电子设备,该电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,所述处理器,所述通信接口,所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信;
所述存储器,用于存储计算机程序;
所述处理器,用于执行所述存储器上所存放的所述计算机程序时,实现上述的放肩控制方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述任一所述的放肩控制方法。
本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述任一所述的放肩控制方法。
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,本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明实施例,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发明实施例所必须的。
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。