本申请涉及硅片制造，尤其涉及氧含量可控的单晶硅和硅晶圆、单晶硅生长方法及系统。
背景技术：
1、在半导体制造领域，单晶硅的生产是制作高性能电子器件的基础。单晶硅生长技术，特别是通过直拉法(如柯克拉尔法或czochralski法)生长单晶硅的技术，是半导体生产中的重要步骤。
2、一般来说，单晶硅头部的氧含量较高，而尾部的氧含量较低。这种现象的可能原因是随着晶体的生长，石英坩埚与硅熔体的接触面积逐渐减少，炉体周边热环境发生变化以及硅熔体流动变化，三者共同导致氧元素进入熔体的量发生变化。在单晶硅的生长过程中，晶体生长异常引起的回熔和加热时间过长，可能会对单晶硅中的氧含量产生影响，不能满足客户的需求和产品规格，造成产品产能下降和良率损失。
3、基于此，本申请提供了氧含量可控的单晶硅和硅晶圆、单晶硅生长方法及系统，以改进相关技术。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供氧含量可控的单晶硅和硅晶圆、单晶硅生长方法及系统，能够监控石英坩埚的实际加热时长，并据此调整控制参数集及其配置参数值，控制氧元素在单晶硅中的分布。
2、本申请的目的采用以下技术方案实现：
3、第一方面，本申请提供了一种单晶硅生长方法，所述方法包括：
4、在单晶硅的生长过程中，获取石英坩埚的实际加热时长；
5、根据所述实际加热时长和目标加热时长之间的差值所在的差值范围，确定控制参数集及其配置参数值；所述控制参数集包括晶体转速和/或坩埚转速，不同的差值范围对应的控制参数集不同；
6、基于所述控制参数集的配置参数值，自动配置相应的控制参数，以使所述单晶硅的氧含量和目标氧含量之间的氧含量偏差为-10％～10％。
7、在一些实施例中，确定所述控制参数集的过程包括：
8、在所述差值所在的差值范围为第一类差值范围的情况下，将晶体转速作为所述控制参数集中的控制参数；
9、在所述差值所在的差值范围为第二类差值范围的情况下，将晶体转速和坩埚转速作为所述控制参数集中的控制参数；所述第二类差值范围的最小值不小于所述第一类差值范围的最大值。
10、在一些实施例中，确定所述控制参数集的配置参数值的过程包括：
11、针对每个控制参数，执行以下处理：
12、基于所述差值所在的差值范围，确定所述控制参数的配置参数值与目标参数值之间的对应关系；不同的差值范围对应的对应关系不同；
13、根据所述控制参数的目标参数值和所述对应关系，计算得到所述控制参数的配置参数值。
14、在一些实施例中，所述对应关系采用对应公式或者对应模型表示。
15、在一些实施例中，所述对应关系采用对应公式表示，所述对应公式中的一个或多个补偿系数根据所述差值所在的差值范围确定。
16、在一些实施例中，所述控制参数的目标参数值基于单晶硅长度所在的长度范围确定。
17、在一些实施例中，所述方法还包括：
18、基于单晶硅长度所在的长度范围，将所述单晶硅的生长过程划分为多个生长阶段；
19、在每个生长阶段中，测试所述单晶硅的氧含量，并计算得到所述单晶硅的氧含量和目标氧含量之间的氧含量偏差。
20、第二方面，本申请提供了一种单晶硅生长系统，包括：
21、控制模块，用于执行上述任一项方法；
22、加热模块，用于对容纳原料的石英坩埚进行加热；
23、晶体旋转模块，用于旋转单晶硅；
24、坩埚旋转模块，用于旋转所述石英坩埚。
25、在一些实施例中，所述控制模块包括：
26、数据处理单元，用于在单晶硅的生长过程中，获取所述石英坩埚的实际加热时长；根据所述实际加热时长和目标加热时长之间的差值所在的差值范围，确定控制参数集及其配置参数值；所述控制参数集包括所述晶体旋转模块的晶体转速和/或所述坩埚旋转模块的坩埚转速，不同的差值范围对应的控制参数集不同；
27、系统控制单元，用于基于所述控制参数集的配置参数值，自动配置相应的控制参数，以使所述单晶硅的氧含量和目标氧含量之间的氧含量偏差为-10％～10％。
28、在一些实施例中，所述数据处理单元采用以下方式确定所述控制参数集：
29、在所述差值所在的差值范围为第一类差值范围的情况下，将晶体转速作为所述控制参数集中的控制参数；
30、在所述差值所在的差值范围为第二类差值范围的情况下，将晶体转速和坩埚转速作为所述控制参数集中的控制参数；所述第二类差值范围的最小值不小于所述第一类差值范围的最大值。
31、第三方面，本申请还提供了一种氧含量可控的单晶硅，所述单晶硅的氧含量和目标氧含量之间的氧含量偏差为-10％～10％，所述单晶硅采用上述任一项方法制备得到，或者采用上述任一项系统制备得到。
32、第四方面，本申请还提供了一种氧含量可控的硅晶圆，所述硅晶圆采用单晶硅加工得到，所述单晶硅的氧含量和目标氧含量之间的氧含量偏差为-10％～10％，所述单晶硅采用上述任一项方法制备得到，或者采用上述任一项系统制备得到。
33、本申请提供了氧含量可控的单晶硅和硅晶圆、单晶硅生长方法及系统，在单晶硅生长过程中监控石英坩埚的实际加热时长，并计算其与目标加热时长之间的差值。根据该差值所在的差值范围，确定相应的控制参数集及其配置参数值，包括晶体转速和/或坩埚转速。不同的差值范围对应不同的控制参数集及其配置参数值，基于这些控制参数的配置参数值自动调整相应的控制参数，从而调节单晶硅的生长条件，确保单晶硅的氧含量和目标氧含量之间的氧含量偏差为-10％～10％。本申请采用自动增益控制逻辑来控制晶体生长过程中的控制参数。通过监控实际加热时长与目标加热时长的差值，采用梯级管理方式，分阶段自动调整晶体转速、坩埚转速等控制参数，有效控制氧元素在单晶硅中的分布，使得不同加热时长产出的晶体氧含量基本一致，保证产品质量。其次，通过精确控制控制参数，可以减少晶体生长异常和石英坩埚加热时间过长对单晶硅氧含量的影响，减少晶体生长过程中的波动和缺陷，提高晶体的结构完整性和电性能，从而提高单晶硅的产品质量。自动化控制减少了人为干预的需要以及人为操作的不确定性，提高了生产过程的稳定性和一致性，减少了调整和修正时间，提升了生产效率。采用实时监控和动态调整方式，可以灵活应对单因素和多因素变量变化，提供更多的优化选择，适应生产需求和生产条件的不同变化。
1.一种单晶硅生长方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的单晶硅生长方法，其特征在于，确定所述控制参数集的过程包括：
3.根据权利要求1所述的单晶硅生长方法，其特征在于，确定所述控制参数集的配置参数值的过程包括：
4.根据权利要求3所述的单晶硅生长方法，其特征在于，所述对应关系采用对应公式或者对应模型表示。
5.根据权利要求3所述的单晶硅生长方法，其特征在于，所述对应关系采用对应公式表示，所述对应公式中的一个或多个补偿系数根据所述差值所在的差值范围确定。
6.根据权利要求3所述的单晶硅生长方法，其特征在于，所述控制参数的目标参数值基于单晶硅长度所在的长度范围确定。
7.根据权利要求1所述的单晶硅生长方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.一种单晶硅生长系统，其特征在于，包括：
9.一种氧含量可控的单晶硅，其特征在于，所述单晶硅的氧含量和目标氧含量之间的氧含量偏差为-10％～10％，所述单晶硅采用权利要求1-7中任一项所述的方法制备得到，或者采用权利要求8的系统制备得到。
10.一种氧含量可控的硅晶圆，其特征在于，所述硅晶圆采用单晶硅加工得到，所述单晶硅的氧含量和目标氧含量之间的氧含量偏差为-10％～10％，所述单晶硅采用权利要求1-7中任一项所述的方法制备得到，或者采用权利要求8中的系统制备得到。
