一种引晶方法与流程

1.本发明涉及蓝宝石制备工艺领域，特别是涉及一种引晶方法。


背景技术：

2.目前国际上主流的蓝宝石晶体生长工艺是泡生法，泡生法是将一根受冷的籽晶与熔体接触，以使籽晶开始生长。引晶是泡生法晶体生长的关键环节，其目的在于使籽晶上生长出一个顶锥和一个底锥，后续底锥在熔体中逐渐生长成一个晶体。合适的引晶可以排除籽晶中的位错和缺陷，使得晶体从一个完美的初始状态开始生长，因此引晶质量很大程度关系到晶体品质。
3.然而，由于采用泡生法进行蓝宝石晶体生长时底锥位于熔融液面下，难以进行观测，因此引晶质量的把控十分困难，对技术人员的操作水平和经验值有很高的要求，相应的也很难获得一些大尺寸的蓝宝石晶体。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对引晶质量难以把控的问题，提供一种引晶方法。
5.一种引晶方法，包括：控制籽晶进行引晶以形成晶结；当所述晶结的底锥开始生长后，控制所述底锥在熔融液面处移动，以使所述底锥在所述熔融液面处的横截面半径变化；获取所述底锥在移动前位于所述熔融液面处的横截面半径、所述底锥在移动后位于所述熔融液面处的横截面半径、所述晶结的移动距离以及所述晶结在移动前后的称重值变化量中的任意三个数据；基于获得的三个数据，获得所述底锥的顶角值；基于所述底锥的顶角值调节引晶过程中的控制参数。
6.本发明获取的三个数据为所述底锥在移动前位于所述熔融液面处的横截面半径、所述晶结的移动距离以及所述晶结在移动前后的称重值变化量。
7.本发明所述底锥在熔融液面处的移动过程为离开熔融体，当所述底锥移动后，基于所述熔融液面位置和所述晶结的移动距离确定所述底锥在移动前位于所述熔融液面处的横截面，进而获得所述底锥在移动前位于所述熔融液面处的横截面半径。
8.本发明沿同一方向多次移动所述底锥，以多次获得所述底锥的顶角值。
9.一种引晶方法，包括：控制籽晶进行引晶以形成晶结；获取顶锥生长完成后的重力；当所述晶结的底锥开始生长后，至少获取所述底锥的底面直径和所述晶结的称重值；至少基于所述晶结的称重值、所述顶锥生长完成后的重力和所述底锥的底面直径
获得所述底锥的顶角值；基于所述底锥的顶角值调节引晶过程中的控制参数。
10.本发明判断所述晶结的底锥是否开始生长的方法包括：在所述晶结生长过程中至少两次获取所述顶锥的底面直径，若所述顶锥的底面直径增加，则所述底锥未开始生长，若所述顶锥的底面直径停止增加，则所述底锥开始生长。
11.本发明基于所述晶结的称重值和所述顶锥的重力获得所述底锥在重力和浮力作用下的合力，基于所述底锥在重力和浮力作用下的合力获得所述底锥的体积，基于所述底锥的体积和所述底锥的底面直径获得所述底锥的顶角值。
12.本发明基于所述底锥在重力和浮力作用下的合力获得所述底锥的体积，包括：获取引晶过程中使用的熔融体和所述底锥之间的密度差，基于所述密度差、重力加速度以及所述底锥在重力和浮力作用下的合力获得所述底锥的体积。
13.本发明预设所述底锥的顶角阈值，基于所述底锥的顶角阈值获得所述底锥的浮力阈值，基于所述底锥的浮力阈值设定所述底锥所受浮力，从而获得所述底锥的重力，获取所述底锥的密度，基于所述底锥的重力和密度获得所述底锥的体积。
14.本发明所述底锥的顶角阈值有两个，分别为顶角上限阈值和顶角下限阈值，顶角下限阈值为35
°
，顶角上限阈值为60
°
。
15.本发明的有益效果至少包括如下其中一种：1、当移动底锥时，可以获知其浮力变化和提拉高度，利用底锥的几何特性，以此计算底锥的顶角值，解决了底锥的顶角值在熔融液面下方无法被检测的问题；2、若底锥不进行移动，则利用底锥的重力数据和几何特性，反推底锥的顶角值，同样解决了底锥的顶角值在熔融液面下方无法被检测的问题；3、通过检测底锥的顶角值，指导对引晶过程参数的调控，从而提升引晶质量，为采用泡生法生长大尺寸晶体奠定了基础；4、本发明的引晶方法可以进一步迁移至晶体放肩和晶体生长阶段，为晶体的全自动生长工艺奠定基础。
附图说明
16.图1为本发明实施例中步骤s1、步骤a1、步骤b1中对应装置结构示意图；图2为本发明实施例中步骤s2、步骤a2、步骤b2中对应装置结构示意图；图3为本发明实施例中步骤s3、步骤a3、步骤b3中对应装置结构示意图一；图4为本发明实施例中步骤s4、步骤a4、步骤b4中对应装置结构示意图二；图5为本发明实施例中步骤s4、步骤b4中对应装置结构示意图；图6为本发明实施例中晶结的结构示意图；图7为本发明实施例中步骤a4中对应装置结构示意图一；图8为本发明实施例中步骤a4中对应装置结构示意图二。
17.附图标记：1、提拉杆；2、籽晶；21、顶锥；22、底锥；3、坩埚；4、熔融体；41、熔融液面。
具体实施方式
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
21.在本发明中，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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
22.在本发明中，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小于第二特征。
23.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
24.传统引晶方法包括如下步骤：步骤s1：参见图1，提拉杆1的底部设置有籽晶2，籽晶2的下方为坩埚3，坩埚3内有结晶所需材料熔化后形成的熔融体4，其中籽晶2和熔融液面41（即熔融体4的液面）的间距为100mm，而后提拉杆1以20mm/min的速度带动籽晶2下降，直至籽晶2到达熔融液面41，同时利用温度检测装置或者设备检测熔融体4中心温度，调节功率，使熔融体4中心温度达到目标值。
25.步骤s2：参见图2，提拉杆1以不超过5mm/min的速度带动籽晶2下降至熔融液面41下方，直至籽晶2插入至熔融液面41下方40mm，然后控制籽晶2以30rpm以上的转速转动，使得籽晶2表面的挥发物被清除。
26.步骤s3：参见图3-图4，籽晶2在转动的过程中还通过提拉杆1获得提拉，籽晶2逐渐
离开熔融体4，在此过程中调节籽晶2的转速和提拉速度获得调节控制，使得籽晶2上逐渐生长出顶锥21，直至顶锥21位于熔融液面41处，当籽晶2完全位于熔融液面41上方的时候，顶锥21呈圆锥状，且上小下大，即顶锥21为一正立的圆锥。其中籽晶2的体积很小，可以认为不会影响顶锥21的形状。
27.步骤s4：参见图5，提拉杆1控制籽晶2转动，从而使得顶锥21的下方逐渐结晶形成底锥22，底锥22同样呈圆锥状，但是其上大下小，为一倒立的圆锥，且底锥22和顶锥21共底面，因此底锥22和顶锥21的底面半径相同。此过程中籽晶2仅进行转动，而不进行上提或者下移。籽晶2、底锥22和顶锥21共同构成晶结。
28.底锥22位于熔融液面41的下方，底锥22引晶结束后，会进一步在熔融液面41下方结晶生成蓝宝石晶体，因此底锥22的引晶效果对后续蓝宝石晶体的生成过程至关重要。特别的，参见图6，底锥22的顶角值α是评价底锥22引晶质量的一个重要因素，α对应有顶角阈值，具体包括顶角上限阈值和顶角下限阈值，α只要数值在顶角上限阈值和顶角下限阈值之间，即可认为底锥22的引晶效果较好。依据经验，顶角上限阈值一般为60
°
，顶角下限阈值一般为35
°
。
29.底锥22的生长过程可以理解为底面半径不变，顶角值α发生变化的过程，由于底锥22的生长过程是在熔融液面41下方进行的，因此顶角值α的变化状态难以被直接观测到。
30.实施例1：针对前述顶角值α难以获取的问题，本实施例提供了一种引晶方法，包括如下步骤：步骤a1：同样参见图1，提拉杆1的底部设置有籽晶2，籽晶2的下方为坩埚3，坩埚3内有结晶所需材料熔化后形成的熔融体4，其中籽晶2和熔融液面41（即熔融体4的液面）的间距为100mm，而后提拉杆1以20mm/min的速度带动籽晶2下降，直至籽晶2到达熔融液面41，同时利用温度检测装置或者设备检测熔融体4中心温度，调节功率，使熔融体4中心温度达到目标值。
31.步骤a2：同样参见图2，提拉杆1以不超过5mm/min的速度带动籽晶2下降至熔融液面41下方，直至籽晶2插入至熔融液面41下方40mm，然后控制籽晶2以30rpm以上的转速转动，使得籽晶2表面的挥发物被清除。
32.步骤a3：同样参见图3-图4，籽晶2在转动的过程中还通过提拉杆1获得提拉，籽晶2逐渐离开熔融体4，在此过程中调节籽晶2的转速和提拉速度获得调节控制，使得籽晶2上逐渐生长出顶锥21，直至顶锥21位于熔融液面41处，当籽晶2完全位于熔融液面41上方的时候，顶锥21呈圆锥状，且上小下大，即顶锥21为一正立的圆锥。
33.步骤a4：参见图7-图8，提拉杆1控制籽晶2转动，从而使得顶锥21的下方逐渐结晶形成底锥22，当底锥22生长一段时间后，通过提拉杆1对晶结进行提拉，以使得底锥22在熔融液面41处进行移动，相应的，底锥22在熔融液面41处的横截面半径发生了变化。
34.其中底锥22在移动前位于熔融液面41处的横截面半径为r1，底锥22在移动后位于熔融液面41处的横截面半径为r2。晶结的移动距离为h。
35.提拉杆1具有称重功能，其对晶结提供拉力，提拉杆1的称重值反映了其提供的拉力值，也可以认为是对晶结进行称重获得的称重值。针对晶结（籽晶2、底锥22和顶锥21）进行受力分析可知，其受到提拉杆1的拉力、自身的重力以及熔融体4对其产生的浮力。晶结在
移动前后，均只有底锥22在熔融体4内，顶锥21始终在熔融液面41上方，因此晶结的浮力仅通过底锥22和熔融体4配合获得。晶结在移动前后，底锥22在熔融体4内的体积发生了变化，相应的晶结的浮力也发生了变化，由此提拉杆1对晶结进行称重获得的称重值也就发生了变化，该称重值变化量为δg。
36.本实施例中仅获取r1、r2、h和δg中的三个数据即可。需要获取r1时，可以在晶结被提拉之前通过热成像仪获得，也可以在晶结被提拉后通过热成像仪从晶结上找到对应部分获得。需要获取r2时，可以在晶结被提拉后通过热成像仪获得。h可以通过提拉杆1的控制程序进行获取，也可以通过热成像仪比对图像获得。δg可以通过比较提拉杆1在晶结被提拉前后的称重值获得。
37.步骤a51：若步骤a4中仅获取了r1、r2、h，未获取δg，则基于几何关系，sin（α/2）=（r
1-r2）/h，由此可以直接求解获得α的数值。
38.步骤a52：若步骤a4中获取了δg，而未获取r1、r2、h中的其中一个数据，则通过本步骤求解α的数值。具体的，δg等于晶结在被提拉前后的浮力变化量，即等于ρ
熔
gv
排
，其中ρ
熔
为熔融体4的密度，其为已知常数，g为重力加速度，v
排
则为晶结被提拉后新露出于熔融液面41上方部分的体积，该部分为圆台状。因此通过δg可以计算得到v
排
的数值。基于几何关系可知，v
排
=π
×h×
(r
12
+r1r2+r
22
)/3，由此可以求解得到r1、r2、h中未获得的数据。然后基于sin（α/2）=（r
1-r2）/h，求解获得α的数值。
39.步骤a6：若步骤a51或步骤a52求解获得的α数值位于顶角上限阈值和顶角下限阈值之外，即大于60
°
或者小于35
°
，则晶结需要继续下沉，使底锥22重新完全回到熔融液面41下方进一步加速引晶生长，并且配合调节引晶过程中的控制参数，例如晶结的转速，又或者晶结回到熔融液面41下方后需要停止引晶。若α数值位于顶角上限阈值和顶角下限阈值之间，即大于35
°
且小于60
°
，则晶结回到熔融液面41下方后可以继续引晶，也可以停止引晶。
40.在其他一些实施例中，也可以先将晶结进行提拉，然后再将底锥22下移至熔融液面41下方，在下移过程中获取r1、r2、h和δg中的三个数据，从而计算α的数值，该过程应当视为本实施例的等同方案。
41.实施例2：本实施例在实施例1的基础上，对步骤a52进一步优化，其中步骤a52中获取的为r1、δg和h。
42.熔融液面处的温度很高，通过热成像仪较难准确获得r2的准确数值。而在晶结被提拉后，底锥对应于r1的部分已经与熔融液面之间具有h的间距，即基于h和熔融液面位置可以确定r1对应的底锥的横截面，此时热成像仪获取得到的r1数值准确度较高。h以及δg均可以通过提拉杆的控制程序和称重装置获得。
43.更进一步的，r1和r2的获取方式均通过热成像仪，而热成像仪的数据精度低于提拉杆上的数控精度，因此δg和h的检测数据精度以及准确度也高于r1和r2，由此r1和r2中仅采用r1参与α的数值计算，α的结果准确性也更高。
44.实施例3：本实施例与实施例1的区别在于，多次重复步骤a4、步骤a51和步骤a52，以使得晶结被多次提拉。基于实际生产情况，底锥可能并非严格规整的圆锥，因此晶结每次被提拉之后都可以计算得到一个α数值，通过对所有计算得到的α数值求取平均值，基于该顶角值α的
平均值，在步骤a6中对引晶中的控制参数进行控制。
45.实施例4：针对现有技术中顶角值α难以获取的问题，本实施例同样提供了一种引晶方法，包括如下步骤：步骤b1：同样参见图1，提拉杆1的底部设置有籽晶2，籽晶2的下方为坩埚3，坩埚3内有结晶所需材料熔化后形成的熔融体4，其中籽晶2和熔融液面41（即熔融体4的液面）的间距为100mm，而后提拉杆1以20mm/min的速度带动籽晶2下降，直至籽晶2到达熔融液面41，同时利用温度检测装置或者设备检测熔融体4中心温度，调节功率，使熔融体4中心温度达到目标值。
46.本步骤中，提拉杆1的拉力值等于籽晶2的重力。
47.步骤b2：同样参见图2，提拉杆1以不超过5mm/min的速度带动籽晶2下降至熔融液面41下方，直至籽晶2插入至熔融液面41下方40mm，然后控制籽晶2以30rpm以上的转速转动，使得籽晶2表面的挥发物被清除。
48.步骤b3：同样参见图3-图4，籽晶2在转动的过程中还通过提拉杆1获得提拉，籽晶2逐渐离开熔融体4，在此过程中调节籽晶2的转速和提拉速度获得调节控制，使得籽晶2上逐渐生长出顶锥21，直至顶锥21位于熔融液面41处，当籽晶2完全位于熔融液面41上方的时候，顶锥21呈圆锥状，且上小下大，即顶锥21为一正立的圆锥。
49.本步骤中当籽晶2完全位于熔融液面41上方的时候，提拉杆1的拉力值等于籽晶2的重力和顶锥21的重力之和，通过步骤b1中获得的籽晶2的重力，可以得到顶锥21的重力g1，并且通过热成像仪可以获得顶锥21的底面半径r。
50.步骤b4：参见图5，提拉杆1控制籽晶2转动，从而使得顶锥21的下方逐渐结晶形成底锥22。底锥22同样呈圆锥状，其上大下小，为一倒立的圆锥，且底锥22和顶锥21共底面，因此底锥22和顶锥21的底面半径相同，均为r。此时提拉杆1的拉力值（即晶结的称重值）减去步骤b1中获得的籽晶2的重力以及步骤b3中获得的顶锥21的重力，即底锥22的称重值。
51.步骤b51：在考虑熔融体4对底锥22的浮力的情况下，对晶结进行受力分析可知，底锥22的称重值等于底锥22的重力减去底锥22所受浮力，即底锥22的称重值为底锥22自身重力和所受浮力的合力。底锥22的称重值为f，则f=（ρ
底锥-ρ
熔
）gv
底锥
，其中ρ
熔
为熔融体4的密度，ρ
底锥
为底锥22的密度，g为重力加速度，v
底锥
为底锥22的体积。ρ
熔
和ρ
底锥
均为已知常数，因此ρ
底锥-ρ
熔
的数值为已知。因此通过f可以计算得到v
底锥
。根据圆锥体积公式，v
底锥
=πr2h/3，其中h为底锥22的高，故tan（α/2）=h/r，由此可以求解得到α的数值。
52.步骤b52：底锥22自身重力为ρ
底锥
gv
底锥
，其所受浮力为ρ
熔
gv
底锥
，由于ρ
底锥
一般情况下远大于ρ
熔
，因此底锥22所受浮力也可以近似忽略。由此底锥22的称重值f近似等于底锥22自身重力为ρ
底锥
gv
底锥
，由此计算得到v
底锥
。根据圆锥体积公式，v
底锥
=πr2h/3，其中h为底锥22的高，故tan（α/2）=h/r，由此可以求解得到α的数值。
53.步骤b53：底锥22的称重值f等于底锥22的重力减去底锥22所受浮力，底锥22自身重力为ρ
底锥
gv
底锥
，因此f=f
浮
+ρ
底锥
gv
底锥
，f
浮
为底锥22所受浮力。f
浮
=ρ
熔
gv
底锥
，由于ρ
熔
远小于ρ
底锥
，故而f
浮
/(ρ
底锥
gv
底锥
)很小，因此f
浮
相较ρ
底锥
gv
底锥
而言可以认为是一定值。f
浮
可以选用一固定值，从而配合底锥22的称重值f计算v
底锥
，根据圆锥体积公式，v
底锥
=πr2h/3，其中h为底锥22的高，故tan（α/2）=h/r，由此可以求解得到α的数值。f
浮
的具体取值可以依据经验选择。
54.步骤b6：依据步骤b51、步骤b52或步骤b53求解获得的α数值，调节引晶过程中的控制参数，如底锥22的转速，以控制底锥22的引晶状态和进度。
55.实施例5：本实施例在实施例4中步骤b53的基础上，进一步提供了一种f
浮
的取值方法，具体包括如下步骤：步骤b531：预设底锥的两个顶角阈值，其中一个顶角阈值为顶角上限阈值，本实施例中顶角上限阈值为60
°
，另一个顶角阈值为顶角下限阈值，本实施例顶角下限阈值为35
°
，即假定α在35
°‑
60
°
之间。
56.步骤b532：基于获得的底锥的底面半径r和tan（α/2）=h/r，可以获得底锥的高h的取值范围，由此可以获得底锥的体积v
底锥
的取值范围，基于f
浮
=ρ
熔
gv
底锥
可以知道底锥所受浮力的阈值，对应于两个顶角阈值（顶角上限阈值和顶角下限阈值），f
浮
也存在对应的两个浮力阈值（浮力上限阈值和浮力下限阈值），对应的f
浮
可以选取浮力上限阈值和浮力下限阈值之间的任一数值。
57.实施例6：本实施例提供了一种判断底锥是否开始形成的方法，该判断方法在实施例4的步骤b3和步骤b4之间进行。
58.其具体包括对顶锥进行提拉，以使得顶锥的下底面移动至熔融液面的上方，然后通过热成像仪检测顶锥的底面半径r，然后重新将顶锥下移至熔融液面处。重复至少2次对顶锥的提拉动作，以对r进行至少2次检测。若r持续增加，则说明顶锥仍然在进行引晶，相应的底锥尚未开始生长。而若r停止了增加，则说明顶锥已经引晶完成，相应的底锥就开始了引晶生长。由此也就可以开始获取底锥的称重值。
59.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
60.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种引晶方法，其特征在于，包括：控制籽晶进行引晶以形成晶结；当所述晶结的底锥开始生长后，控制所述底锥在熔融液面处移动，以使所述底锥在所述熔融液面处的横截面半径变化；获取所述底锥在移动前位于所述熔融液面处的横截面半径、所述底锥在移动后位于所述熔融液面处的横截面半径、所述晶结的移动距离以及所述晶结在移动前后的称重值变化量中的任意三个数据；基于获得的三个数据，获得所述底锥的顶角值；基于所述底锥的顶角值调节引晶过程中的控制参数。2.根据权利要求1所述的引晶方法，其特征在于，获取的三个数据为所述底锥在移动前位于所述熔融液面处的横截面半径、所述晶结的移动距离以及所述晶结在移动前后的称重值变化量。3.根据权利要求1所述的引晶方法，其特征在于，所述底锥在熔融液面处的移动过程为离开熔融体，当所述底锥移动后，基于所述熔融液面位置和所述晶结的移动距离确定所述底锥在移动前位于所述熔融液面处的横截面，进而获得所述底锥在移动前位于所述熔融液面处的横截面半径。4.根据权利要求1所述的引晶方法，其特征在于，沿同一方向多次移动所述底锥，以多次获得所述底锥的顶角值。5.一种引晶方法，其特征在于，包括：控制籽晶进行引晶以形成晶结；获取顶锥生长完成后的重力；当所述晶结的底锥开始生长后，至少获取所述底锥的底面直径和所述晶结的称重值；至少基于所述晶结的称重值、所述顶锥生长完成后的重力和所述底锥的底面直径获得所述底锥的顶角值；基于所述底锥的顶角值调节引晶过程中的控制参数。6.根据权利要求5所述的引晶方法，其特征在于，判断所述晶结的底锥是否开始生长的方法包括：在所述晶结生长过程中至少两次获取所述顶锥的底面直径，若所述顶锥的底面直径增加，则所述底锥未开始生长，若所述顶锥的底面直径停止增加，则所述底锥开始生长。7.根据权利要求5所述的引晶方法，其特征在于，基于所述晶结的称重值和所述顶锥的重力获得所述底锥在重力和浮力作用下的合力，基于所述底锥在重力和浮力作用下的合力获得所述底锥的体积，基于所述底锥的体积和所述底锥的底面直径获得所述底锥的顶角值。8.根据权利要求7所述的引晶方法，其特征在于，基于所述底锥在重力和浮力作用下的合力获得所述底锥的体积，包括：获取引晶过程中使用的熔融体和所述底锥之间的密度差，基于所述密度差、重力加速度以及所述底锥在重力和浮力作用下的合力获得所述底锥的体积。9.根据权利要求7所述的引晶方法，其特征在于，预设所述底锥的顶角阈值，基于所述底锥的顶角阈值获得所述底锥的浮力阈值，基于所述底锥的浮力阈值设定所述底锥所受浮
力，从而获得所述底锥的重力，获取所述底锥的密度，基于所述底锥的重力和密度获得所述底锥的体积。10.根据权利要求9所述的引晶方法，其特征在于，所述底锥的顶角阈值有两个，分别为顶角上限阈值和顶角下限阈值，顶角下限阈值为35
°
，顶角上限阈值为60
°
。

技术总结
本发明涉及一种引晶方法，包括：控制籽晶进行引晶以形成晶结；当所述晶结的底锥开始生长后，控制所述底锥在熔融液面处移动，以使所述底锥在所述熔融液面处的横截面半径变化；获取所述底锥在移动前位于所述熔融液面处的横截面半径、所述底锥在移动后位于所述熔融液面处的横截面半径、所述晶结的移动距离以及所述晶结在移动前后的称重值变化量中的三个数据；基于获得的三个数据，获得所述底锥的顶角值；基于所述底锥的顶角值调节引晶过程中的控制参数。本发明解决了底锥的顶角值在熔融液面下方无法被检测的问题。方无法被检测的问题。方无法被检测的问题。


技术研发人员：曹建伟 欧阳鹏根 宋建军 石刚
受保护的技术使用者：宁夏鑫晶盛电子材料有限公司 浙江晶盛机电股份有限公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/8/13