石墨坩埚晶体炉硅液面双色高温计
多晶硅铸锭炉红外测温仪 生产厂家
RF-4A14石墨坩埚光纤式红外线测温仪
DCTQ1-7014多晶硅液面温度红外测温仪
DCTQ2-3514多晶硅液面温度测量仪
1、概述
多晶硅是单质硅的一种形态，其纯度要比单晶硅低，它可作拉制单晶硅的原料。多晶硅由多晶硅铸锭炉生产出来。多晶硅的生产是把高纯多晶硅料装入到铸锭炉中，抽真空后，将硅料熔化成液态，通过铸锭炉的自动化的操作，使硅料形成一个竖直温度梯度。液态硅自下向上缓慢地重新结晶，生成一块大晶粒的多单晶体的铸锭硅来。硅锭经过退火、冷却后出炉完成整个铸锭过程。
目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。其中改良西门子工艺生产的多晶硅的产能约占世界总产能的80％。生产工艺以改良西门子法为例：
将装有涂层的陶瓷坩埚放置在热交换台（冷却板）上，放入适量的硅原料，然后安装加热设备、隔热设备和炉罩，将炉内抽真空，使炉内压力降至（0.05-0.1）mbar并保持真空。通入氩气作为保护气，使炉内压力基本维持在（400～600）mbar左右。
（2）加热
利用石墨加热器给炉体加热，首先使石墨部件（包括加热器、坩埚板、热交换台等）、隔热层、硅原料等表面吸附的湿气蒸发，然后缓慢加温，使陶瓷坩埚的温度达到1200℃～1300℃左右，该过程约需要4h～5h。
（3）化料
通入氩气作为保护气，使炉内压力基本维持在（400～600）mbar左右。逐渐增加加热功率，使陶瓷坩埚内的温度达到1500℃左右，硅原料开始熔化。熔化过程中一直保持1500℃左右，直至化料结束。该过程约需要9～11h。
（4）晶体生长
硅原料熔化结束后，降低加热功率，使陶瓷坩埚的温度降至1420℃～1440℃硅熔点左右。陶瓷坩埚逐渐向下移动，或者隔热装置逐渐上升，使得坩埚慢慢脱离加热区，与周围形成热交换；同时，冷却板通水，使熔体的温度自底部开始降低，晶体硅首先在底部形成，并呈柱状向上生长，生长过程中固液界面始终保持与水面平行，直至晶体生长完成，该过程约需要20h～22h。
（5）退火
晶体生长完成后，由于晶体底部和上部存在较大的温度梯度，因此，晶锭中可能存在热应力，在硅片加工和电池制备过程中容易造成硅片碎裂。所以，晶体生长完成后，晶锭保持在熔点附近2h～4h，使晶锭温度均匀，以减少热应力。
（6）冷却
晶锭在炉内退火后，关闭加热功率，提升隔热装置或者完全下降晶锭，炉内通入大流量氩气。使晶体温度逐渐降低至室温附近；同时，炉内气压逐渐上升，直至达到大气压，最后去除晶锭，该过程约需要10h。
对于重量为250～300kg的铸造多晶硅而言，一般晶体生长的速度约为（0.1～0.2）mm/min,其晶体生长的时间约35～45h。
2、多晶硅红外温度测量
硅材料是比较难测的物体，硅辐射的温度与发射率的对应关系如上图。硅的发射率在某个特定区域内是不变的。需要红外测温仪采用特殊的窄带滤色片来减小发射率变化的影响。
（1）多晶硅液面温度测量
采用短波长双色测温仪来测量多晶硅液面的温度。推荐产品：DCTQ1-7XXX（链接DCTQ系列双色红外测温仪），温度分辨率为0.1℃，温度场内的微小变化都能快速响应，并具有极高的温度稳定性。
采用比色测温的方法，可以避免硅料直径变化的影响。视窗的污染，也不会影响测温的准确性。并有脏镜头检测功能，镜头太脏时会提前发出信号，保证系统可靠工作。
石墨坩埚光纤式红外测温仪产品特点如下：
测温精度可达0.5%,重复精度为2℃，温度分辨率达0.1℃（16bit）
响应时间10ms～99.99s可调
采用可调焦镜头，测量距离0.35m至无穷远
对探测器采用PID恒温控制，消除环境温度对测量的影响
可视目镜，清晰显示被测目标的位置及大小
兼具双色和单色测温功能
双色模式下，有镜头脏检测功能
采用工业级OLED屏为显示界面，人机界面友好
软硬件等抗干扰设计提高系统稳定性，可抗2500VDC脉冲群干扰
使用场合有防爆要求时，在测量液面的区域，推荐使用光纤式双色红外测温仪。推荐产品：SN-7018（链接SN系列光纤式双色测温仪）。采用可调焦镜头和红色激光光源瞄准，温度分辨率为0.1℃，具有极高的温度稳定性。采用比色测温的方法，可以避免硅料直径变化的影响。视窗的污染，也不会影响测温的准确性。并有脏镜头检测功能，镜头太脏时会提前发出信号，保证系统可靠工作。
（2）石墨坩埚温度的检测
采用短波长单色测温仪来测量石墨坩埚的温度。推荐产品：DCTQ1-XX（链接DCTQ系列单色红外测温仪）或者经济款产品DCTQ（链接SN系列单色红外测温仪）。
两款产品采用1：1绿色光源对准目标，并采用可调焦镜头（不受安装距离远近的限制），温度分辨率为0.1℃，具有极高的温度稳定性。
在使用场合有防爆要求时，在石墨坩埚的区域推荐使用光纤式单色红外测温仪。推荐产品：DCTQ1-XX光纤式单色测温仪）。采用可调焦镜头和红色激光光源瞄准，温度分辨率为0.1℃，具有极高的温度稳定性。
