JP2014237580A - 単結晶の直径を設定点直径に制御するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
メニスカス上の明るい輪の直径を判断するステップと、
明るい輪の直径を考慮に入れながら、ならびに明るい輪の直径の、メニスカスの高さおよび単結晶それ自体の直径に対する依存性を考慮に入れながら、単結晶の直径を計算するステップと、
単結晶の計算された直径と単結晶の設定点直径との間の差分に基づいて、単結晶の直径を制御するための少なくとも1つの操作される変数を計算するステップとを反復して実行することを含む方法によって達成される。
単結晶の成長速度vcrおよび差分Δβ(z)=(β(z)―β0)は、時間の関数として単結晶の直径における変化を引起す重要な変数である:
単結晶の成長速度vcrは主として結晶化境界での温度場によって影響される。したがって、それは、るつぼのまわりに配置される熱源による熱供給の結果の溶融物における温度変動と並んで、熱源の電力Lfによって本質的に影響を受ける。
図1において表されるように、溶融物は、単結晶の縁部上の界面TRPに向かって上昇し、そこでメニスカスを形成する。界面は、溶融物の液相lと単結晶の固相sと雰囲気の気相gとが互いに出会う位置を指す。メニスカスの高さzは、界面TRPと、メニスカスの外側の溶融物の表面の高さMLとの間の鉛直方向分離である。
Claims (9)
- 溶融物からの単結晶の引上げ中に前記単結晶の直径を設定点直径に制御するための方法であって、前記溶融物は、るつぼに含まれ、前記単結晶の縁部上の界面にメニスカスを形成し、前記メニスカスは、前記界面と前記メニスカスの外側の前記溶融物の表面の高さとの間の距離に対応する高さを有し、前記方法は、
前記メニスカス上の明るい輪の直径を判断するステップと、
前記明るい輪の前記直径を考慮に入れながら、ならびに前記明るい輪の前記直径の、前記メニスカスの前記高さおよび前記単結晶それ自体の直径に対する依存性を考慮に入れながら、前記単結晶の前記直径を計算するステップと、
前記単結晶の計算された直径と前記単結晶の設定点直径との間の差分に基づいて、前記単結晶の前記直径を制御するための少なくとも1つの操作される変数を計算するステップとを反復して実行することを含む、方法。 - シミュレーションデータに基づき、前記メニスカスの前記高さを時間の関数として前記明るい輪の前記直径の導関数に割当てる参照テーブルを形成するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記メニスカスの前記高さを、線形化された判断等式から計算するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記操作される変数をPIDコントローラの出力変数として計算するステップを含む、請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の方法。
- 前記操作される変数を状態フィードバック制御の出力変数として計算するステップを含む、請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の方法。
- リフト速度が操作される変数として計算される、請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の方法。
- 前記単結晶を環状に包囲する熱源の電力が、操作される変数として計算される、請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の方法。
- リフト速度が第1の操作される変数として計算され、前記単結晶を環状に包囲する熱源の電力が第2の操作される変数として計算される、請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の方法。
- リフト速度vpの設定点リフト速度vpsからの偏差または電力Lrの設定点電力Lrsからの偏差の場合に応答する制御ループを確立するステップを含み、その操作される変数は、前記るつぼのまわりに配置される1つ以上の熱源の電力Lfを修正する、請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載の方法。
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