一种直拉硅单晶炉的硅熔体液面相对位置的测量方法

摘要

本发明公开了一种直拉硅单晶炉的硅熔体液面相对位置的测量方法。CCD摄像头获取硅熔体液面反射的激光得到激光图像，通过边沿像素坐标正圆拟合得到激光图像的圆心，比较任一液面位置激光图像正圆拟合图的圆心与初始液面位置拟合图的圆心的y坐标差值就可以得到该液面位置的相对高度。本发明提供了一种精确的实时测量和控制硅单晶生长过程中石英坩埚内硅熔体液面位置相对变化的简单有效的方法。

主权项

一种直拉硅单晶炉的硅熔体液面相对位置的测量方法,其特征在于包括步骤:（1）安装在硅单晶炉的炉盖12上的观察窗口的激光源2发射激光,激光光斑直径0.1‑1mm, 激光经硅熔体11表面反射后被安装在硅单晶炉的炉盖12另一侧观察窗口的CCD摄像头13获取,信号经过模拟数字转换后传送到计算机系统;（2）硅熔体表面的多方向随机振动,使CCD摄像头13在设定的5‑20秒的取样周期内获取到圆形或接近圆形的激光图像,激光图像的直径为激光光斑直径的5‑10倍,计算机系统中的sobe1算子提取激光图像的边沿,得到激光图像边沿的像素坐标图;（3）计算机系统通过正圆拟合将激光图像边沿的像素坐标图拟合成正圆，提取圆心A的坐标（x,y）;（4）将初始取样周期内激光图像边沿像素坐标正圆拟合图的圆心A0（x0,y0）设为基准，其它取样周期内提取的激光图像边沿像素坐标正圆拟合图的圆心为A（x,y），△=y‑y0就是该取样周期坩埚内硅熔体表面相对于初始取样周期硅熔体表面位置的高度差，△>0硅熔体表面处于初始取样周期硅熔体表面位置的上方，△<0硅熔体表面处于初始取样周期硅熔体表面位置的下方。