一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法与流程

本发明涉及光伏单晶制备，更具体地说，本发明涉及一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法。

背景技术：

1、在半导体材料生产领域，特别是针对硅单晶的生长过程，直拉单晶法是一种广泛应用的技术，该方法涉及将一个硅种子晶体从熔融的硅溶液中缓慢拉升，通过精准控制温度和拉升速度，使得溶体中的硅原子结晶到种子上，从而生长出大直径的单晶硅棒，这一过程中，维持热场的稳定性是至关重要的，因为任何温度波动或不稳定因素都可能导致晶体生长缺陷，影响最终产品的质量；

2、然而，在实际生产过程中，由于多种因素的影响，例如设备老化、操作失误、材料不纯等，直拉单晶热场中可能出现打火现象，即电流通过不稳定的路径突然放电，这种现象不仅对设备造成损害，还可能引起更严重的安全事故，如爆炸、火灾等。此外，打火现象还会干扰正常的晶体生长环境，导致整批产品的报废。

3、为了解决上述问题，行业内已经开发出各种监测与诊断技术，旨在实时检测热场中可能发生的异常情况，并采取相应的预防或应对措施，但是，现有的技术往往依赖于操作人员的经验进行判断和处理，这增加了人为误差的可能性，且响应速度受限于人的反映时间，因此，尽管已有努力改进生产过程的安全性和效率，直拉单晶热场的打火现象仍是一个待解决的关键问题

4、目前，暂无文献解决直拉单晶热场打火的异常判定及针对异常问题处理的方法，鉴于此，发明一种能够自动判定和处理直拉单晶热场打火现象的方法，对于提高生产效率、确保产品品质、降低安全风险具有重大意义。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法，该方法具体包括以下步骤：

3、s1、确定打火异常的报警内容，并根据报警内容查看参数是否正常；

4、s2、根据参数分析曲线，并对比波动幅度：

5、2.1、电流、电压均无幅度波动，单纯功率给不上，确认加热器电阻是否超出范围；

6、2.2、电流、电压出现波动，功率能正常给定确认波动幅度。

7、优选地，s2.1中，主底加电阻参考范围要求20.7-25.3mω。

8、优选地，s2.1中，加热器电阻超出范围时，降低功率至无报警，正常运行，持续关注，加热器电阻未超出范围时，则进行反冲操作。

9、优选地，s2.2中，给定确认波动幅度时：

10、s2.21、电流突变性增大且幅度≥50a：判定出现拉弧、短接；

11、s2.22、电流突变性降低且幅度≥50a：观察电阻是否上升，上升时证明加热器断裂，拉停焖炉处理。

12、优选地，s2.21中，判定出现拉弧、短接的处理措施为：持续3min报警且未停止时，则加热关闭并重启，重启后正常则正常运行，重启后依然波动则进行反冲，反冲后正常则正常运行，反冲后依然波动则拉停或焖炉。

13、优选地，在进行反冲操作时，其反冲方法为：关闭主球阀，而蝶阀保持打开，主氩气阀正常打开并保持旋摆阀打开，此时炉压上升，紧盯炉台主室炉压变化，当主室炉压上升至4.5-5kpa时，打开主球阀完成一次反冲，最多反冲三次，每次间隔时间3-5min观察。

14、优选地，s1中，参数分为120炉报警参数，140路报警参数和160炉报警参数。

15、优选地，s1中，还包括引入基于历史数据的机器人学习模型，用于预测打火异常的可能性，并在报警前给出预警，其中历史数据包括但不限制于，电流、电压、功率和加热器电阻参数，机器人学习模型为神经网络学习模型。

16、本发明的技术效果和优点：

17、1、通过实时检测关键的电气参数，并与正常范围进行对比，如果发现异常，系统会发出报警，此外，引入基于历史数据的机器学习模型，用于分析参数变化趋势，预测打火异常的可能性，并在报警前提供预警；

18、2、通过根据电流和电压的波动情况，判断加热器电阻是否在预定的正常范围内，如果电阻超出范围，则降低功率至无报警状态并继续观察，如果电阻未超出范围，执行反冲操作来防止环境波动对晶体生长的影响；

19、3、通过对于电流的突变性增大或降低，分别采取不同的应对策略，若电流突然增大≥50a，可能为拉弧或短接，此时会关闭加热、尝试重启设备；若问题持续，采取反冲或停止运行及焖炉处理，若电流突然降低≥50a且电阻上升，表明加热器可能断裂，需要立即停止运行并进行焖炉处理；

20、4、为了稳定热场环境，执行反冲操作，通过调整气体压力来影响炉内环境。具体为关闭主球阀，保持其他阀门适当开启，监控炉压变化，在达到特定压力值时恢复阀门状态以完成反冲，可重复此操作最多三次。

21、综上所述，本发明通过集成实时监测、智能数据分析、预警系统以及应急响应措施，能够有效地预防和处理直拉单晶热场中的打火现象，确保了生产过程的稳定性和产品的质量，同时减少了人工干预，提高了生产效率。

技术特征：

1.一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法，其特征在于：s2.1中，主底加电阻参考范围要求20.7-25.3mω。

3.根据权利要求1所述的一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法，其特征在于：s2.1中，加热器电阻超出范围时，降低功率至无报警，正常运行，持续关注，加热器电阻未超出范围时，则进行反冲操作。

4.根据权利要求1所述的一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法，其特征在于：s2.2中，给定确认波动幅度时：

5.根据权利要求4所述的一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法，其特征在于：s2.21中，判定出现拉弧、短接的处理措施为：持续3min报警且未停止时，则加热关闭并重启，重启后正常则正常运行，重启后依然波动则进行反冲，反冲后正常则正常运行，反冲后依然波动则拉停或焖炉。

6.根据权利要求3所述的一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法，其特征在于：在进行反冲操作时，其反冲方法为：关闭主球阀，而蝶阀保持打开，主氩气阀正常打开并保持旋摆阀打开，此时炉压上升，紧盯炉台主室炉压变化，当主室炉压上升至4.5-5kpa时，打开主球阀完成一次反冲，最多反冲三次，每次间隔时间3-5min观察。

7.根据权利要求1所述的一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法，其特征在于：s1中，参数分为120炉报警参数，140路报警参数和160炉报警参数。

8.根据权利要求1所述的一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法，其特征在于：s1中，还包括引入基于历史数据的机器人学习模型，用于预测打火异常的可能性，并在报警前给出预警，其中历史数据包括但不限制于，电流、电压、功率和加热器电阻参数，机器人学习模型为神经网络学习模型。

技术总结本发明公开了一种直拉单晶热场打火的判定及处理方法，具体涉及光伏单晶制备技术领域，包括S1、确定打火异常的报警内容，并根据报警内容查看参数是否正常，S2、根据参数分析曲线，并对比波动幅度，S2.1、电流、电压均无幅度波动，单纯功率给不上，确认加热器电阻是否超出范围，S2.2、电流、电压出现波动，功率能正常给定确认波动幅度。本发明通过集成实时监测、智能数据分析、预警系统以及应急响应措施，能够有效地预防和处理直拉单晶热场中的打火现象，确保了生产过程的稳定性和产品的质量，同时减少了人工干预，提高了生产效率。技术研发人员：韩龙,王建利,郭嘉伟,董智慧受保护的技术使用者：乌海市京运通新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1