CN219736222U - 一种单晶炉用液口距的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及单晶炉制造技术领域，尤其涉及一种单晶炉用液口距的测量装置，至少包括安装于导流筒本体底部的测量组件。测量组件包括环状安装部，以及沿环状安装部的底部端面周向设置、并在轴向上往下延伸超出环状安装部底部端面的多个测量单体。环状安装部所在平面与导流筒的底部端面处于同一水平面。测量单体延伸超出环状安装部底部端面的长度不同，测量单体在碰触到液面时，测量单体超出环状安装部底部端面的长度用于示出液口距。通过在导流筒本体的底部端面设置环状安装部，环状安装部上设置多个测量单体，通过多个测量单体能够直接地测量熔融硅液面距离弧状安装部的距离，从而能够直接地测量液口距，以使液口距的测量更精准。

Description

一种单晶炉用液口距的测量装置

技术领域

本实用新型涉及单晶炉制造技术领域，尤其涉及一种单晶炉用液口距的测量装置。

背景技术

在单晶炉的生产过程中，液口距为单晶炉中的导流筒的底部与单晶炉的坩埚中的熔融硅液面的距离。随着单晶硅的生长，液口距会不断地变化，由于，液口距的变化直接影响拉出晶棒中碳和氧的含量，因此，对液口距的检测是否准确，将直接影响到单晶硅生产时籽晶的生成质量，从而影响到拉晶的成功与否。

目前，现有的液口距测量采用三角位移测量并确定液口距。具体地，发送激光，使得激光正好照射在导流筒下沿口，以在导流筒下沿口和熔硅液面上形成两个矩形光斑，测量两个矩形光斑间的像素距离，提前获取两个矩形光斑间的像素距离与液口距的对应关系，根据两个矩形光斑间的像素距离以及该对应关系计算得到液口距。

但是，该种液口距测量结果并非是直接得出的，而是通过获取两个矩形光斑的像素距离，通过公式计算得出液口，因此，该液口距的测量结果不准确，进而降低了籽晶的生成质量以及拉晶的成功率。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种单晶炉用液口距的测量装置，其解决了液口距测量结果并非是直接得出的，而是通过获取两个矩形光斑的像素距离，通过公式计算得出液口，因此，该液口距的测量结果不准确的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

本实用新型实施例提供一种单晶炉用液口距的测量装置，所述单晶炉包括导流筒本体，所述测量装置至少包括安装于所述导流筒本体底部的测量组件；

所述测量组件包括设置于所述导流筒本体底部端面、且径向朝内延伸的环状安装部，以及沿所述环状安装部的底部端面周向设置、并在轴向上往下延伸超出所述环状安装部底部端面的多个测量单体；

所述环状安装部所在平面与所述导流筒的底部端面处于同一水平面；

所述测量单体延伸超出所述环状安装部底部端面的长度不同，所述测量单体在碰触到液面时，所述测量单体超出所述环状安装部底部端面的长度用于示出液口距。

可选地，所述测量单体为硅柱。

可选地，所述硅柱的纯度在99.99％以上。

可选地，所述环状安装部上沿其周向方向间隔开设多个贯通的安装孔，每一所述安装孔安装1个所述硅柱，每个所述硅柱的顶部端面均与其对应的所述环状安装部的顶部端面平齐。

可选地，延伸超出所述环状安装部底部端面的长度沿所述安装部的周向方向依次增大。

可选地，所述硅柱有五个，所述硅柱突出于所述环状安装部的外侧壁周向均设置刻度线。

可选地，所述刻度线的量程依次为10mm、15mm、20mm、25mm和30mm。

可选地，所述导流筒本体包括由内至外依次同轴套设的水冷热屏、内热屏和外热屏；

所述水冷热屏设置于所述环状安装部的上方。

可选地，设置于所述环状安装部的安装孔靠近所述环状安装部的径向内侧设置。

可选地，还包括CCD测量***，所述CCD测量***设置于所述单晶炉的顶部上方。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种单晶炉用液口距的测量装置，通过在导流筒本体的底部端面设置环状安装部，环状安装部上设置多个测量单体，通过多个测量单体能够直接地测量熔融硅液面距离弧状安装部的距离，从而能够直接地测量液口距，以使液口距的测量更精准。解决了液口距测量结果并非是直接得出的，而是通过获取两个矩形光斑的像素距离，通过公式计算得出液口，因此，该液口距的测量结果不准确的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型的单晶炉用液口距的测量装置的部分透视图；

图2为图1中的测量组件的局部放大结构示意图。

【附图标记说明】

1：导流筒本体；11：水冷热屏；12：内热屏；13：外热屏；2：测量组件；21：环状安装部；211：安装孔；22：测量单体；3：CCD测量***。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等方位名词以图1的定向为参照。将图1中CCD测量***所在的位置定义为“上”；将环状安装部相对于导流筒本体1的位置定义为“下”。

参见图1-图2所示，一种单晶炉用液口距的测量装置，所述单晶炉包括导流筒本体1。所述测量装置至少包括安装于导流筒本体1底部的测量组件2和CCD测量***3。

在本实施例中，导流筒本体1包括由内至外依次同轴套设的水冷热屏11、内热屏12和外热屏13。其中，水冷热屏11设置于环状安装部21的上方。其中，液口距即水冷热屏11的底部距离熔融硅液面的距离，此距离是有精准要求的，因为液口距过大则会影响籽晶拉晶，即导致拉晶出现断裂的情况。液口距过小则会导致水冷热屏11与熔融状态的硅液接触，那么严重将导致***的现象发生。因此，精准地测量液口距是很有必要的。

在本实施例中，测量组件2包括设置于导流筒本体1底部端面、且径向朝内延伸的环状安装部21，以及沿环状安装部21的底部端面周向设置、并在轴向上往下延伸超出环状安装部21底部端面的多个测量单体22。环状安装部21所在平面与导流筒的底部端面处于同一水平面。

测量单体22延伸超出环状安装部21底部端面的长度不同，设置不同长度的测量单体22的目的是为了能够测量不同液口距，以使液口距测量更精准。具体地，测量单体22为硅柱。另外需要说明的是，多个硅柱相对于单个硅柱的优势是：多个硅柱可以根据硅柱与液面接触情况准确地判断出液口距的数值范围。当然，硅柱数量越多则数值范围越精确。硅柱有五个，五个硅柱的测量效果最佳，能够精准地测出液口距。当然五个硅柱仅仅是一种应用特例，4个、6个或其他数量均可以。五个硅柱延伸超出环状安装部21底部端面的长度沿安装部的周向方向依次增大。每个硅柱突出于环状安装部21的外侧壁周向均设置刻度线。刻度线设置的目的是为了便于观察。刻度线的量程依次为10mm、15mm、20mm、25mm和30mm。测量单体22超出环状安装部21底部端面的长度用于示出液口距。测量时，当液口距为30mm时，此时，五个测量单体22最长的硅柱的底部会与熔融的硅液接触。在碰触到液面时，人工能够直接观察，同时还可以采用CCD测量***3自动监测和校准。在此，CCD测量***3为现有的测量方式，因此，不做过多的赘述。若人工监测到与最长的硅柱相邻的硅柱的底部刚好接触到熔融的硅液时，则此时，液口距为25mm，依次类推。另外增加刻度线能够测量1mm量程之间的液口距。

需要说明的是，相邻测量单体22之间的呈阵列式排布。便于成型和安装。而且，测量单体22是硅柱，硅柱能够导电，因此还可以通过采集电信号的形式了解硅柱是否接触液面。所以说，测量液口距有两种方案的，这两种方案可以同时采用，也可以择其一使用。

进一步地，硅柱的纯度在99.99％以上。能够使得导电效果更好。

值得注意的是：安装硅柱的热场下沿在内径方向避免伸出水冷热屏的内沿。目的是确保水冷热屏的工作。

在本实施例中，硅柱的一侧还一体成型地设置有检测参照物，图型等参照物，为了进一步地便捷地提供参考。

进一步地，每个硅柱的底部沿安装孔211的轴向方向朝下延伸，并相对于环状安装部21的底部端面突出，每个硅柱突出的距离沿安装部的周向方向依次增大。

安装孔211沿环状安装部21的径向方向靠近于水冷热屏11的一侧。便于人工观察。

通过在导流筒本体1的底部端面设置环状安装部21，环状安装部21上设置多个测量单体22，通过多个测量单体22能够直接地测量熔融硅液面距离弧状安装部21的距离，从而能够直接地测量液口距，以使液口距的测量更精准。解决了液口距测量结果并非是直接得出的，而是通过获取两个矩形光斑的像素距离，通过公式计算得出液口距，因此，该液口距的测量结果不准确的技术问题。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。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实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种单晶炉用液口距的测量装置，所述单晶炉包括导流筒本体(1)，其特征在于，所述测量装置至少包括安装于所述导流筒本体(1)底部的测量组件(2)；

所述测量组件(2)包括：设置于所述导流筒本体(1)底部端面、且径向朝内延伸的环状安装部(21)，以及沿所述环状安装部(21)的底部端面周向设置、并在轴向上往下延伸超出所述环状安装部(21)底部端面的多个测量单体(22)；

所述环状安装部(21)所在平面与所述导流筒的底部端面处于同一水平面；

所述测量单体(22)延伸超出所述环状安装部(21)底部端面的长度不同，所述测量单体(22)在碰触到液面时，所述测量单体(22)超出所述环状安装部(21)底部端面的长度用于示出液口距。

2.如权利要求1所述的单晶炉用液口距的测量装置，其特征在于，所述测量单体(22)为硅柱。

3.如权利要求2所述的单晶炉用液口距的测量装置，其特征在于，所述硅柱的纯度在99.99％以上。

4.如权利要求2所述的单晶炉用液口距的测量装置，其特征在于，所述环状安装部(21)上沿其周向方向间隔开设多个贯通的安装孔(211)，每一所述安装孔(211)安装1个所述硅柱，每个所述硅柱的顶部端面均与其对应的所述环状安装部(21)的顶部端面平齐。

5.如权利要求4所述的单晶炉用液口距的测量装置，其特征在于，所述硅柱延伸超出所述环状安装部(21)底部端面的长度沿所述安装部的周向方向依次增大。

6.如权利要求5所述的单晶炉用液口距的测量装置，其特征在于，所述硅柱有五个，每个所述硅柱突出于所述环状安装部(21)的外侧壁周向均设置刻度线。

7.如权利要求6所述的单晶炉用液口距的测量装置，其特征在于，所述刻度线的量程依次为10mm、15mm、20mm、25mm和30mm。

8.如权利要求1-6任一项所述的单晶炉用液口距的测量装置，其特征在于，所述导流筒本体(1)包括由内至外依次同轴套设的水冷热屏(11)、内热屏(12)和外热屏(13)；

所述水冷热屏(11)设置于所述环状安装部(21)的上方。

9.如权利要求8所述的单晶炉用液口距的测量装置，其特征在于，设置于所述环状安装部(21)的安装孔(211)靠近所述环状安装部(21)的径向内侧设置。

10.如权利要求1所述的单晶炉用液口距的测量装置，其特征在于，还包括CCD测量***(3)，所述CCD测量***(3)设置于所述单晶炉的顶部上方。