浮区法生长晶体的设备及方法技术

本发明专利技术提供一种浮区法生长晶体的设备及方法，所述浮区法生长晶体的设备包括：射频线圈；辅助加热系统，包括反射环及激光器，所述反射环位于所述射频线圈上下两侧，所述激光器与所述反射环适于在晶体生长过程中配合为位于所述反射环内侧的原料硅锭加热以形成熔区。本发明专利技术的浮区法生长晶体的设备中的激光器与射频线圈具有一定的间距，不会与射频线圈相互干扰影响；使用激光器作为加热源，加热效率更高；同时，通过在原料硅锭外围设置反射环，激光器发出的激光经反射换多次反射为所述原料硅锭加热，进一步提高了加热效率。

【技术实现步骤摘要】
浮区法生长晶体的设备及方法
本专利技术属于晶体生长
，具体涉及浮区法生长晶体的设备及方法。
技术介绍
在现有技术中，浮区法(FloatingZone)生长晶体的装置1及其原理如图1所示，由图1可知，浮区法生长晶体的装置100包括：单晶生长腔室112、位于所述单晶生长腔室112内部上端的上连接轴104、位于所述单晶生长腔室112内部且固定于所述上连接轴104底部的上部夹具105、位于所述单晶生长腔室112内部底端的下连接轴106、位于所述单晶生长腔室112内且固定于所述下连接轴106顶部的下部夹具107、位于所述单晶生长腔室112内且位于所述上部夹具105与所述下部夹具107之间的射频线圈108、与所述射频线圈108相连接的高频振荡器113。在使用上述浮区法生长晶体的装置100进行晶体生长时，首先，籽晶109固定于所述下部夹具107上，原料硅锭102固定于上部夹具105上，且所述原料硅锭102上下贯穿所述射频线圈108，即所述射频线圈108位于所述原料硅锭102外围，且优选的，在起始时，所述射频线圈108位于所述原料硅锭102底部；然后，所述高频振荡器113驱使所述射频线圈108加热所述原料硅锭102，首先使得所述原料硅锭102的底部(即与所述籽晶109连接的部分附件)被加热融化，在对应于所述射频线圈108的位置形成浮动带111，与所述籽晶109熔融连接，形成缩颈部110；同时，所述上部夹具105及所述上连接轴104带动所述原料硅锭102自上向下运动即可形成所需直径的单晶硅棒103。近几年，随着技术的发展，所需生长的单晶硅棒的直径越来越大，譬如，目前所需生长的单晶硅棒的直径已经达到200mm。在采用浮区法生长大直径单晶硅棒时，需要更大的射频功率。现有改进的一种浮区法生长晶体的装置100如图2所示，该装置在图1的装置的基础上，在所述射频线圈108上部及下部分别设置上卤素灯114及下卤素灯115，所述上卤素灯114及所述下卤素灯115均与电源116相连接。但该装置存在如下问题：所述上卤素灯114及所述下卤素灯115会与所述射频线圈108相互干扰影响，且加热效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种浮区法生长晶体的设备及方法，用于解决现有技术中的浮区法生长晶体的设备存在的卤素灯与射频线圈相互干扰影响，且加热效率较低的问题。为了实现上述目的及其他相关目标，本专利技术提供一种浮区法生长晶体的设备，所述浮区法生长晶体的设备包括：射频线圈；辅助加热系统，包括反射环及激光器，所述反射环位于所述射频线圈上下两侧，所述激光器与所述反射环适于在晶体生长过程中配合为位于所述反射环内侧的原料硅锭加热以形成熔区。作为本专利技术的浮区法生长晶体的设备的一种优选方案，所述反射环上设有若干个开口，所述激光器位于所述反射环外侧，且所述激光器的发射端与所述开口对应设置，以确保所述激光器发射的激光可以经由所述开口射入所述反射环内。作为本专利技术的浮区法生长晶体的设备的一种优选方案，所述激光器的数量与所述开口的数量相同。作为本专利技术的浮区法生长晶体的设备的一种优选方案，所述激光器与所述反射环位于同一平面内。作为本专利技术的浮区法生长晶体的设备的一种优选方案，所述激光器包括IR激光器。作为本专利技术的浮区法生长晶体的设备的一种优选方案，所述激光器包括UV激光器。作为本专利技术的浮区法生长晶体的设备的一种优选方案，所述激光器包括IR激光器及UV激光器。作为本专利技术的浮区法生长晶体的设备的一种优选方案，所述浮区法生长晶体的设备还包括：单晶生长室，所述射频线圈及所述反射环均位于所述单晶生长室内；高频振荡器，与所述射频线圈相连接，适于驱动所述射频线圈工作；上连接轴，部分位于所述单晶生长室内；上部夹具，位于所述单晶生长室内，与所述上连接轴相连接，适于固定原料硅锭；下连接轴，部分位于所述单晶生长室内；下部夹具，位于所述单晶生长室内，与所述下连接轴相连接，适于固定籽晶；所述上连接轴及所述下连接轴适于带动所述原料硅锭及所述籽晶旋转并沿竖直方向运动。本专利技术还提供一种浮区法生长晶体的方法，在晶体生长过程中，使用如上述任一方案中所述的辅助加热系统为原料硅锭加热以形成熔区。作为本专利技术的浮区法生长晶体的方法的一种优选方案，在晶体生长过程中，所述原料硅锭自上至下运动。作为本专利技术的浮区法生长晶体的方法的一种优选方案，在晶体生长过程中，所述原料硅锭自上至下运动的同时，以所述原料硅锭的中心轴为旋转轴速度旋转。本专利技术的浮区法生长晶体的设备及方法具有如下有益效果：本专利技术的浮区法生长晶体的设备中的激光器与射频线圈具有一定的间距，不会与射频线圈相互干扰影响；使用激光器作为加热源，加热效率更高；同时，通过在原料硅锭外围设置反射环，激光器发出的激光经反射换多次反射为所述原料硅锭加热，进一步提高了加热效率。附图说明图1及图2显示为现有技术中红的浮区法生长晶体的设备的结构示意图。图3显示为本专利技术实施例一中提供的浮区法生长晶体的设备中的辅助加热系统的俯视结构示意图。图4显示为本专利技术实施例一中提供的浮区法生长晶体的设备的结构示意图。元件标号说明100浮区法生长晶体的装置102原料硅锭103单晶硅棒104上连接轴105上部夹具106下连接轴107下部夹具108射频线圈109籽晶110缩颈部111浮动带112单晶生长室113高频振荡器114上卤素灯115下卤素灯116电源200射频线圈201辅助加热系统2011反射环2012激光器202单晶生长室203高频振荡器204上连接轴205上部夹具206下连接轴207下部夹具208原料硅锭209单晶硅棒210籽晶211缩颈部212浮动带具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图3～图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。实施例一请参阅图3及图4，本专利技术提供一种浮区法生长晶体的设备，所述浮区法生长晶体的设备包括：射频线圈200；辅助加热系统201，所述辅助加热系统201包括反射环2011及激光器2012，所述反射环2011位于所述射频线圈200上下两侧，所述激光器2012与所述反射环2011适于在晶体生长过程中配合为位于所述反射环2011内侧的原料硅锭208加热以形成熔区(即图4中的浮动带212)。作为示例，所述反射环2011上设有若干个开口20111，所述激光器2012位于所述反射环2011外侧，且所述激光器2012的发射端与所述开口20111对应设置，以确保所述激光器2012发射的激光可以经由所述开口20111射入所述反射环2011内。需要说明的是，所述反射环2011的材料对激光具有较高的反射率，以确保所述反射环2011能够有效地反射激光。当然，也可以在所述反射环2011的内侧设置强反射膜以增强反射效果。作为示例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮区法生长晶体的设备，其特征在于，所述浮区法生长晶体的设备包括：射频线圈；辅助加热系统，包括反射环及激光器，所述反射环位于所述射频线圈上下两侧，所述激光器与所述反射环适于在晶体生长过程中配合为位于所述反射环内侧的原料硅锭加热以形成熔区。

【技术特征摘要】
1.一种浮区法生长晶体的设备，其特征在于，所述浮区法生长晶体的设备包括：射频线圈；辅助加热系统，包括反射环及激光器，所述反射环位于所述射频线圈上下两侧，所述激光器与所述反射环适于在晶体生长过程中配合为位于所述反射环内侧的原料硅锭加热以形成熔区。2.根据权利要求1所述的浮区法生长晶体的设备，其特征在于：所述反射环上设有若干个开口，所述激光器位于所述反射环外侧，且所述激光器的发射端与所述开口对应设置，以确保所述激光器发射的激光可以经由所述开口射入所述反射环内。3.根据权利要求2所述的浮区法生长晶体的设备，其特征在于：所述激光器的数量与所述开口的数量相同。4.根据权利要求1所述的浮区法生长晶体的设备，其特征在于：所述激光器与所述反射环位于同一平面内。5.根据权利要求1所述的浮区法生长晶体的设备，其特征在于：所述激光器包括IR激光器。6.根据权利要求1所述的浮区法生长晶体的设备，其特征在于：所述激光器包括UV激光器。7.根据权利要求1所述的浮区法生长晶体的设备，其特征在于：所述激光器包括IR激光器及U...

【专利技术属性】
技术研发人员：三重野文健，
申请(专利权)人：上海新昇半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31