CN115216835B - 获取晶棒热历史的方法和单晶炉 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了获取晶棒热历史的方法和单晶炉，获取长晶过程中晶棒热历史的方法包括：S1：确定晶棒的待测温横截面；S2：令籽晶接触熔汤液面后，垂直提拉所述籽晶以长晶获得所述晶棒，并开始计时，记为t0；S3：在所述长晶过程中，通过多个红外测温装置依次获取所述待测温横截面的温度Tx，并依次记录多个所述红外测温装置测得所述待测温横截面温度时的时间tx，其中，x为不小于2的正整数，x的最大值等于所述红外测温装置的数量；S4：在坐标系中以所述tx为横坐标、所述Tx为纵坐标获得多个坐标点，依次连接多个所述坐标点以获取所述长晶过程中所述晶棒热历史曲线。由此，可以获得实际的晶棒热历史曲线。
Description
技术领域
本申请涉及半导体领域，具体地，涉及获取晶棒热历史的方法和单晶炉。
背景技术
在CZ法(直拉法)单晶炉晶体生长过程中，晶棒的热历史直接影响晶体缺陷的扩散、氧沉淀、热应力等重要参数。因此，监控晶棒的热历史是非常有必要的。
因此，目前获取晶棒热历史的方法和单晶炉仍有待改进。
发明内容
本申请是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识做出的：
晶棒的热历史直接影响晶体缺陷的扩散、氧沉淀、热应力等与晶棒性能直接或间接相关的参数。发明人发现，相关技术中通常在CZ法(直拉法)单晶炉晶体生长过程中，通过计算机软件来模拟计算晶棒的冷却过程，并未对晶棒进行冷却速率的实际监控。进一步地，发明人发现，根据计算机软件模拟得到的晶棒冷却过程中晶棒冷却速率的实际调整，会出现调整结果与模拟结果不一致的情况，计算机软件模拟得到的晶棒冷却过程与实际冷却过程之间始终存在一定的误差，从而使得在实际操作中无法直接、准确地调整晶棒的冷却速率，使得晶棒在取棒出炉过程中，会因冷却速率过快导致其内部存在热应力，进而发生爆炸，或因冷却速率过慢导致晶棒的冷却时间过长，严重影响产能。
本申请旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。
在本申请的一个方面，本申请提出了一种获取长晶过程中晶棒热历史的方法，包括：S1：确定晶棒的待测温横截面；S2：令籽晶接触熔汤液面后，垂直提拉所述籽晶以长晶获得所述晶棒，并开始计时，记为t0；S3：在所述长晶过程中，通过多个红外测温装置依次获取所述待测温横截面的温度Tx，并依次记录多个所述红外测温装置测得所述待测温横截面温度时的时间tx，其中，x为不小于2的正整数，x的最大值等于所述红外测温装置的数量；S4：在坐标系中以所述tx为横坐标、所述Tx为纵坐标获得多个坐标点，依次连接多个所述坐标点以获取所述长晶过程中所述晶棒热历史曲线。由此，可以获得实际的晶棒热历史曲线。
根据本申请的实施例，所述S1进一步包括：确定所述待测温横截面，所述待测温横截面为所述晶棒的等径长度为L时所在的横截面；所述S2进一步包括：令所述籽晶接触所述熔汤液面后，垂直提拉所述籽晶以获得所述晶棒，当所述熔汤液面上的所述晶棒等径长度为L时，开始所述计时，记为所述t0。由此，可以获得晶棒上任一点处的热历史曲线。
根据本申请的实施例，所述S2进一步包括：开始所述计时时，通过至少一个所述红外测温装置测量所述熔汤液面的温度T0；所述S4进一步包括：在所述坐标系中以所述tx为横坐标、所述Tx为纵坐标获得多个坐标点，在所述坐标系中以所述t0为横坐标、所述T0为纵坐标获得起始坐标点，依次连接所述起始坐标点和多个所述坐标点以获取所述长晶过程中的所述晶棒热历史曲线。由此，可以获得实际的晶棒热历史曲线。
根据本申请的实施例，所述S3进一步包括：获取所述红外测温装置的测温点距离所述熔汤液面的距离dx，所述S4进一步包括：在所述坐标系中，以所述dx为横坐标，所述Tx为纵坐标获得多个所述坐标点，依次连接所述多个坐标点以获取所述长晶过程中的所述晶棒热历史曲线。由此，可以获得多种实际的晶棒热历史曲线。
根据本申请的实施例，进一步包括：调整所述单晶炉的热场，并重复所述S1-S4；所述调整所述单晶炉中的所述热场包括以下至少之一：调整导流筒的下边缘与所述熔汤液面之间的距离；调整所述导流筒材料的隔热系数；调整所述垂直提拉所述籽晶的速率；调整加热器的加热功率。由此，可以对晶棒热历史进行调整。
根据本申请的实施例，进一步包括：调整所述垂直提拉所述籽晶的速率，并重复所述S1-S4。由此，可以对晶棒热历史进行调整。
在本申请的另一个方面，本申请提出了一种单晶炉，包括：主炉室，所述主炉室内限定出容纳空间；石英坩埚，所述石英坩埚设在所述容纳空间内以熔化原料且盛放熔汤，所述石英坩埚上方具有可垂直移动籽晶的空间，所述籽晶可垂直移动地设在所述石英坩埚上方且可伸入所述熔汤中以便长晶获得晶棒；导流筒，所述导流筒设在所述容纳空间内，其中，所述单晶炉的侧壁上开设有多个透光窗口，所述透光窗口处设置有红外测温装置，多个所述红外测温装置的测温点的高度不同，多个所述红外测温装置被配置为：在所述长晶过程中，可依次对所述晶棒上的同一横截面处进行测温。由此，可以对晶棒生产过程中的热历史进行准确监控。
根据本申请的实施例，所述单晶炉进一步包括：副室，所述副室的底端与所述主炉室的炉盖相连接，所述主炉室的侧壁和/或所述副室的侧壁上开设有多个所述透光窗口。由此，可以通过简单的结构设计实现晶棒生产过程中热历史的监控。
根据本申请的实施例，至少一个所述红外测温装置的所述测温点与所述红外测温装置的连线垂直于所述晶棒的长度方向。由此，便于进行红外测温装置的设置。
根据本申请的实施例，至少一个所述红外测温装置被配置为：对所述石英坩埚中所述熔汤的液面处进行测温。由此，便于实现晶棒热历史的完整监控。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本申请一个实施例单晶炉的结构示意图；
图2显示了根据本申请又一个实施例单晶炉的结构示意图；
图3显示了根据本申请一个实施例获得晶棒热历史曲线的流程示意图；
图4显示了根据本申请又一个实施例获得晶棒热历史曲线的流程示意图；
图5显示了根据本申请一个实施例的晶棒热历史曲线图；
图6显示了实施例1中的晶棒热历史曲线图；
图7显示了实施例1和实施例2中的晶棒热历史曲线图；
图8显示了实施例1和实施例3中的晶棒热历史曲线图；
图9显示了实施例1和实施例3中的晶棒纵切缺陷分布；
图10显示了实施例4中的晶棒热历史曲线图；
图11显示了实施例4和实施例5中的晶棒热历史曲线图。
附图标记说明：
10：主炉室；20：石英坩埚；30：导流筒；40：副室；T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6以及T7：红外测温装置。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的一个方面，本申请提出了一种获取长晶过程中晶棒热历史的方法，通过获取的热历史曲线，可以比较不同长晶过程中的冷却速率差异，通过结合晶棒的性能测试，可以反推得到热历史曲线应进行实际改进，进而通过优化单晶炉热场等参数获得具有较优热历史的高质量晶棒。
根据本申请的一些实施例，本申请中获取长晶过程中晶棒热历史的设备不受特别限制，例如，本申请中获取方法可以用于单晶炉、真空炉等设备长晶过程中的晶棒热历史获取。下面以单晶炉为例，对于前述获取长晶过程中晶棒热历史的方法进行说明：
具体地，参考图3，获取单晶炉长晶过程中晶棒热历史的方法包括以下步骤：
S1：确定晶棒的待测温横截面
根据本申请的一些实施例，在该步骤确定晶棒的待测温横截面，从而可以在长晶过程中，通过多个红外测温装置依次对晶棒上的同一横截面处进行测温，准确监控晶棒。
根据本申请的一些实施例，确定晶棒的待测温横截面的方法不受特别限制，例如，S1可以进一步包括：确定待测温横截面，待测温横截面为晶棒的等径长度为L时所在的横截面，即处于晶棒等径长度L位置的横截面，可以理解的是，自籽晶接触熔汤液面后进行长晶过程中，依次经过缩径阶段、放肩阶段、等径阶段以及收尾阶段，等径长度为晶棒直径达到预设直径开始起算的长度，如预设直径为300mm，则当晶棒直径达到300mm开始起算等径长度。以预设直径为300mm，待测温横截面L＝400mm为例，其含义是从等径长度的起算点为晶棒直径刚达到300mm的位置，距起算点的长度为400mm时的待测温横截面。以目标晶棒的等径长度为2800mm为例，可以测量待测部分长度为0-2800mm范围内的任意一值时所在晶棒横截面处的温度在长晶过程中的变化，具体地，待测部分长度(即L值)可以为500mm、1000mm、1500mm、2000mm以及2500mm等值，故通过选用不同的等径长度L处做为晶棒的待测温横截面，对晶棒等径长度处各个位置点热历史均可实现精准监控。
S2：令籽晶接触熔汤液面后，垂直提拉籽晶，并开始计时
根据本申请的一些实施例，在该步骤令籽晶接触熔汤液面后，垂直提拉籽晶以获得晶棒，开始计时并将该时刻记为t0。
根据本申请的一些实施例，当确定待测温横截面处于晶棒等径阶段长度L时，相应地，S2进一步包括：在令籽晶接触熔汤液面后，垂直提拉籽晶以获得晶棒，其中，当熔汤液面上的晶棒等径长度为L时，再开始进行计时，记为t0，从而可以精准监控等径长度为L的待测温横截面在生长过程中的温度变化。t0不受特别限制，其仅用于表示热历史曲线的起始时间点，例如，t0可以为0或大于0的数值。
根据本申请的一些实施例，为了进一步精准监控晶棒生长过程中的热历史，可令一个红外测温装置实时测量熔汤液面的温度，此时S2进一步包括：当令籽晶接触熔汤液面后，垂直提拉籽晶，并开始计时，通过至少一个红外测温装置测量熔汤液面的温度T0。由此，可以获得晶棒的热历史曲线的起始坐标点(t0，T0)。
S3：在长晶过程中，通过多个红外测温装置依次获取待测温横截面的温度Tx，并依次记录多个红外测温装置测得待测温横截面温度时的时间tx
根据本发明的一些实施例，在该步骤通过多个红外测温装置(如图2中示出的T0、T1、T2、T3等红外测温装置)依次获取待测温横截面的温度Tx，并依次记录多个红外测温装置测得待测温横截面温度时的时间tx。具体地，参考图2和图5，以红外测温装置用于测量熔汤液面的温度T0，红外测温装置T1、T2、T3等红外测温装置用于依次测量晶棒直拉过程中同一横截面处的温度为例，以t0时刻熔汤液面上的晶棒等径长度为L处的截面P为待测温横截面(即P点所在的晶棒水平截面)，在t0时刻，晶棒等径长度L处截面P处于液面位置，此时截面P处的温度为T0；当经过时间t1，晶棒等径长度为L+d1时，此时红外测温装置T1显示的温度即为截面P经过时间t1，由温度T0降为T1；当再经过时间t2，晶棒等径长度为L+d1+d2时，此时红外测温装置T2显示的温度即为截面P经过时间t2，由温度T1降为T2，以此类推，当截面P依次经过多个红外测温装置测温后，即可获得(t0，T0)以及多个(tx，Tx)，从而即可获得完整的晶棒热历史时间-温度曲线，其中，x为不小于2的正整数，x的最大值等于红外测温装置的数量。
根据本申请的一些实施例，S3进一步包括：在长晶过程中，获取红外测温装置的测温点距离熔汤液面的距离dx，并记录待测温横截面依次经过多个红外测温装置的时间tx，具体地，参考图2和图5，以红外测温装置T0用于测量熔汤液面的温度T0，红外测温装置T1、T2、T3等红外测温装置用于依次测量晶棒提拉过程中同一横截面处的温度为例，以t0时刻熔汤液面上的晶棒等径长度L处的截面P为待测温横截面，则在t0时刻，晶棒等径长度L处的截面P位于液面位置，此时晶棒等径长度为L，d0＝0，温度为T0；经过t1时间，在t0+t1时刻，该截面P上升d1，对应晶棒等径长度L+d1，温度为T1；再经过t2时间，在t0+t1+t2时刻，该截面P上升d1+d2，对应晶棒等径长度为L+d1+d2，温度为T2；以此类推，当截面P依次经过多个红外测温装置测温后，即可获得(t0，d0)以及多个(tx，dx)，从而即可获得完整的晶棒热历史时间-长度变化曲线，其中，x为不小于2的正整数，x的最大值等于红外测温装置的数量，由此，可以通过改变晶棒提拉速率，进而改变经过相同时间后截面P的上升高度，继而改变相同时刻对应的晶棒等径长度，最终通过晶棒提拉速率的改变获得多条晶棒热历史曲线，实现晶棒长晶过程中的热历史的调整。
S4：在坐标系中以tx为横坐标、Tx为纵坐标获得多个坐标点，依次连接多个坐标点
根据本申请的一些实施例，在该步骤中以tx为横坐标、Tx为纵坐标获得多个坐标点，依次连接多个坐标点绘制曲线，以获取长晶过程中的晶棒热历史曲线。
根据本申请的一些实施例，当S2进一步包括：当令籽晶接触熔汤液面后，垂直提拉籽晶，并开始计时，通过至少一个红外测温装置测量熔汤液面的温度T0时，相应地，S4可以进一步包括：在坐标系中以tx为横坐标、Tx为纵坐标获得多个坐标点，在坐标系中以t0为横坐标、T0为纵坐标获得起始坐标点，依次连接起始坐标点和多个坐标点获取长晶过程中的晶棒热历史曲线。由此，可以获得实际的晶棒热历史曲线。
根据本申请的一些实施例，当S3进一步包括：在长晶过程中，获取红外测温装置的测温点距离熔汤液面的距离dx，并依次记录多个红外测温装置测得待测温横截面温度时的时间tx，相应地，S4可以进一步包括：在坐标系中，以dx为横坐标，Tx为纵坐标获得多个坐标点，依次连接多个坐标点获取长晶过程中的晶棒热历史曲线。由此，可以获得多种实际的晶棒热历史曲线。
根据本申请的一些实施例，本申请中获取晶棒热历史的方法不受特别限制，例如，参考图4，获取晶棒热历史的方法可以进一步包括：调整单晶炉的热场，并重复S1-S4。热场是实物来决定的温度场分布，以单晶炉为例，其中实物为石墨材质的部件(如石墨坩埚、加热器、导流筒等)和保温层(如硬毡、软毡等)，热场还受上述实物的相对位置关系影响。具体地，根据本申请的一些实施例，调整单晶炉中的热场包括以下至少之一：调整导流筒的下边缘与熔汤液面之间的距离；调整导流筒材料的隔热系数；调整加热器的加热功率。由此，可以在通过前述方法获取晶棒热历史曲线后，通过调节单晶炉内的热场进而有目的地调节晶棒热历史，降低长晶过程中产生的本征缺陷，提高晶棒的品质。
根据本申请的一些实施例，本申请中获取晶棒热历史的方法不受特别限制，获取晶棒热历史的方法可以进一步包括：调整垂直提拉籽晶的速率，并重复S1-S4。由此，可以在通过前述方法获取晶棒热历史曲线后，通过调节提拉速率进而有目的地调节晶棒热历史，降低长晶过程中产生的本征缺陷，提高晶棒的品质。本申请中获取单晶炉长晶过程中晶棒热历史的方法具有以下优点中的至少之一：
1、实时精准监控晶棒热历史，从而可以在晶棒的生长过程中，准确调节晶棒热历史，从而改善晶体缺陷分布、氧沉淀、热应力等，提高晶棒的品质。
2、通过将取棒/吊料过程中的提拉速率与晶棒热历史以热历史曲线的形式进行关联，可以量化调整取棒/吊料过程中的提拉速率，从而控制晶棒的冷却速率，防止因提拉速率过快发生爆炸，或因提拉速率过慢影响产能。
3、可以根据晶棒的热历史获取生长过程中，晶棒等径阶段的任一截面处各时刻与温度的关系曲线，从而可以有目的地优化热场，提高晶棒的品质。
在本申请的另一个方面，本申请提出了一种单晶炉，该单晶炉可以满足前述获取长晶过程中晶棒热历史的方法中所需要的设备要求，具体地，参考图1和图2，单晶炉包括：主炉室10，主炉室10内限定出容纳空间；石英坩埚20，石英坩埚20设在容纳空间内以熔化原料且盛放熔汤，石英坩埚20上方具有可垂直移动籽晶的空间，籽晶可垂直移动地设在石英坩埚20上方且可伸入熔汤中以便长晶获得晶棒；导流筒30，导流筒30设在容纳空间内，且导流筒30的下边缘与石英坩埚20中熔汤的液面不接触，其中，单晶炉的侧壁上开设有多个透光窗口，透光窗口处设置有红外测温装置(如图1中示出的T1、T2、T3等红外测温装置)，多个红外测温装置的测温点的高度不同，多个红外测温装置被配置为：在晶棒的生长过程中，可依次对晶棒上同一横截面处进行测温，采用本申请中的单晶炉进行长晶时，利用红外测温装置监控晶棒热历史，可以在晶体生长过程中，对晶棒生产过程中的热历史进行准确监控。
根据本申请的一些实施例，红外测温装置的位置不受特别限制，例如，参考图2，当单晶炉进一步包括副室40，副室40的底端与主炉室10的炉盖相连接时，主炉室10的侧壁和/或副室40的侧壁上开设有多个透光窗口，透光窗口处可以设置红外测温装置(如图2中示出的T0、T1、T2、T3等红外测温装置)。具体地，可以采用耐高温玻璃部分替换单晶炉炉体的原有金属材料以形成透光窗口，红外测温装置可以包括红外测温仪等。
根据本申请的一些实施例，红外测温装置测温角度不受特别限制，例如，参考图1，可以有至少一个红外测温装置(如图1中示出的T3、T4、T5)的测温点与红外测温装置的连线垂直于晶棒的长度方向，从而便于进行红外测温装置的设置，以及计算相邻红外测温装置测温点之间的距离。
根据本申请的一些实施例，红外测温装置测温角度不受特别限制，例如，参考图2，可以至少一个红外测温装置(如图2中示出的T0)被配置为：对石英坩埚20中熔汤的液面处进行测温，从而可以实现晶棒热历史的全程监控，获得更为完整的冷却速率曲线。
本申请中的单晶炉通过在常规CZ单晶炉装置的主炉室10和/或副室40的侧壁上开设多个透光窗口，在透光窗口处对应地设置红外测温装置，通过红外测温装置来测定晶棒直拉生长过程中各处的温度，依照上述工艺制程，可得到晶棒直拉生长过程中的时间t-温度T的曲线，通过该曲线可以直接获得晶棒的实际冷却速率，从而可以根据该曲线有目的地调节晶棒冷却速率，精准控制熔体的温度分布，从而降低晶棒氧含量，改善晶体缺陷分布，获得高质量晶棒。
下面通过具体的实施例对本申请的方案进行说明，需要说明的是，下面的实施例仅用于说明本申请，而不应视为限定本申请的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
导流筒内部使用硬石墨毡作为隔热材料，实施例1导流筒的下边缘与熔汤液面的距离为15mm。晶棒提拉速度为0.65mm/min，单晶炉结构如图2所示，红外测温装置T0测得熔汤液面温度为1420℃，并将此时靠近液面一侧的晶棒横截面作为待测温横截面P；经过2小时达到红外测温装置T1的位置，此时测得待测温截面P的温度为1100℃，再经过2小时达到红外测温装置T2的位置，此时测得待测温横截面P的温度为1020℃。
实施例2：
实施例2与实施例1保持一致，所不同的是，导流筒内部使用软毡作为隔热材料，红外测温装置T0测得液面温度1420℃，经过2小时，红外测温装置T1测得待测温截面P的温度为1000℃，再经过2小时，红外测温装置T2测得待测温截面P的温度920℃。
实施例3：
实施例3与实施例1保持一致，所不同的是，实施例3导流筒的下边缘与熔汤液面的距离为30mm。红外测温装置T0测得熔汤液面温度为1420℃，并将此时靠近液面一侧的晶棒横截面作为待测温横截面P；经过2小时，红外测温装置T1测得待测温截面P的温度为1120℃，再经过2小时，红外测温装置T2测得待测温横截面P的温度为1025℃。
实施例4：
单晶炉结构如图2所示，吊料时，提拉速度为3mm/min，待测温截面P经5.55小时上升至红外测温装置T5位置，红外测温装置T5的测温点与提拉方向垂直，红外测温装置T5测得待测温截面P的温度为700℃。
提拉速度为5mm/min，待测温截面P经3小时上升至红外测温装置T5位置，红外测温装置T5的测温点与提拉方向垂直，红外测温装置T5测得待测温截面P的温度为740℃，晶棒发生炸裂，具体地参见附图10及11中的的炸裂测试曲线。
实施例5：
实施例5与实施例4保持一致，所不同的是，设定初始提拉速度为3mm/min，以该速度保持2小时后；将提拉速度升至到5mm/min，此时再经过2.1小时后，待测温截面P升至红外测温装置T5位置，红外测温装置T5测得待测温截面P的温度为690℃。
测试结果表明：实施例1的晶棒热历史曲线如图6所示，实施例1与实施例2的晶棒热历史曲线如图7所示，在实施例1中，由于晶棒冷却能力弱，当拉速不小于0.65mm/min时，晶棒发生扭曲变形，影响生产效率。实施例2选用隔热效果更好的导流筒材质，晶棒冷却速率快，晶棒的提拉速率提高到极限拉速0.65mm/min以上，即使达到0.7mm/min，晶棒也未发生扭曲变形。结合实施例1与实施例2可知，通过增强导流筒隔热能力，晶棒冷却速率增加，有益改善高拉速晶棒变形的问题。
实施例1和实施例3的晶棒热历史曲线如图8所示，实施例1和实施例3的晶棒纵切缺陷分布如图9所示。实施例1中，由于晶棒冷却速率过快，导致最终获得的晶棒径向缺陷分布差异过大，而无法生长出完整的完美晶体窗口(即晶棒中存在一横截面，位于该横截面处的晶体均为完美晶体)，实施例3中晶棒冷却速率适中，最终获得的晶棒径向缺陷分布较为均匀，从而生长出完整的完美晶体窗口，进而形成完美晶圆。结合实施例3与实施例1可知，当晶棒内部缺陷分布类似实施例1时，无法生长形成完美晶圆，通过增加导流筒与熔汤液面的距离，降低晶棒冷却速率，可以对缺陷分布进行改善。
实施例4的晶棒热历史曲线如图10所示，实施例4与实施例5的晶棒热历史曲线如图11所示，实施例4中晶棒冷却速率较慢，作业时间较长，通过根据图10中的晶棒热历史曲线进行调整后，结合实施例4与实施例5可知，吊料晶棒按照实施例5的冷却速率进行时无炸裂发生，且较实施例4节约1.45小时时间。也就是说实际生产中若存在晶棒炸裂情况，可采用本申请的方法首先得到炸裂测试曲线，进而有目的地调整晶棒热历史，只要调整后的晶棒冷却速率小于炸裂测试的冷却速率，就可以避免炸裂的发生，进而提高产品良率，提高生产效率。
除非另外说明，本申请所使用的所有科技术语具有与本申请所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本申请涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本申请。术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本申请所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。
在本申请的描述中，“A和/或B”可以包括单独A的情况，单独B的情况，A和B的情况的任一种，其中A、B仅用于举例，其可以是本申请中使用“和/或”连接的任意技术特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种获取长晶过程中晶棒热历史的方法，其特征在于，包括：
S1：确定晶棒的待测温横截面；
S2：令籽晶接触熔汤液面后，垂直提拉所述籽晶以获得所述晶棒，并开始计时，记为t0；
S3：在长晶过程中，通过多个红外测温装置依次获取所述待测温横截面的温度Tx，并依次记录多个所述红外测温装置测得所述待测温横截面温度时的时间tx，其中，x为不小于2的正整数，x的最大值等于所述红外测温装置的数量；
S4：在坐标系中以所述tx为横坐标、所述Tx为纵坐标获得多个坐标点，依次连接多个所述坐标点以获取所述长晶过程中晶棒热历史曲线；
所述S2进一步包括：开始所述计时t0时，通过至少一个所述红外测温装置测量所述熔汤液面的温度T0；所述S4进一步包括：在所述坐标系中以所述tx为横坐标、所述Tx为纵坐标获得多个坐标点，在所述坐标系中以所述t0为横坐标、所述T0为纵坐标获得起始坐标点，依次连接所述起始坐标点和多个所述坐标点以获取所述长晶过程中的所述晶棒热历史曲线，获取的所述晶棒热历史曲线包括晶棒热历史时间-温度曲线；
所述S3进一步包括：获取所述红外测温装置的测温点距离所述熔汤液面的距离dx，所述S4进一步包括：在所述坐标系中，以所述dx为横坐标，所述Tx为纵坐标获得多个所述坐标点，依次连接所述多个坐标点以获取所述长晶过程中的所述晶棒热历史曲线，获取的所述晶棒热历史曲线包括晶棒热历史时间-长度变化曲线；
进一步包括：调整所述垂直提拉所述籽晶的速率，并重复所述S1-S4。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1进一步包括：确定所述待测温横截面，所述待测温横截面为所述晶棒的等径长度为L时所在的横截面；所述S2进一步包括：令所述籽晶接触所述熔汤液面后，垂直提拉所述籽晶以获得所述晶棒，当所述熔汤液面上的所述晶棒等径长度为L时，开始所述计时，记为所述t0。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：调整单晶炉的热场，并重复所述S1-S4；所述调整所述单晶炉中的所述热场包括以下至少之一：调整导流筒的下边缘与所述熔汤液面之间的距离；调整所述导流筒材料的隔热系数；调整加热器的加热功率。
4.一种单晶炉，其特征在于，所述单晶炉满足根据权利要求1-3中任一项所述的获取长晶过程中晶棒热历史的方法中所需要的设备要求，所述单晶炉包括：
主炉室，所述主炉室内限定出容纳空间；
石英坩埚，所述石英坩埚设在所述容纳空间内以熔化原料且盛放熔汤，所述石英坩埚上方具有可垂直移动籽晶的空间，所述籽晶可垂直移动地设在所述石英坩埚上方且可伸入所述熔汤中以便长晶获得晶棒；
导流筒，所述导流筒设在所述容纳空间内；
其中，所述单晶炉的侧壁上开设有多个透光窗口，所述透光窗口处设置有红外测温装置，多个所述红外测温装置的测温点的高度不同，多个所述红外测温装置被配置为：在所述长晶过程中，可依次对所述晶棒上的同一横截面处进行测温，至少一个所述红外测温装置被配置为：对所述石英坩埚中所述熔汤的液面处进行测温。
5.根据权利要求4所述的单晶炉，其特征在于，所述单晶炉进一步包括：副室，所述副室的底端与所述主炉室的炉盖相连接，所述主炉室的侧壁和/或所述副室的侧壁上开设有多个所述透光窗口。
6.根据权利要求5所述的单晶炉，其特征在于，至少一个所述红外测温装置的所述测温点与所述红外测温装置的连线垂直于所述晶棒的长度方向。
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