一种用于直拉单晶硅制备中的掺杂装置制造方法及图纸

一种用于直拉单晶硅制备中的掺杂装置，它包括装置主体，一个置于主体内的石英材质的掺杂工具，所述的装置主体包括：真空波纹管，移动挡板，真空波纹管的一端与移动挡板连接，形成密封，挡板套在金属丝杆上，金属丝杆连接手柄，移动挡板与导柱配合，真空波纹管的另一端与底板连接；所述的掺杂工具接在位于移动挡板内侧的卡套内。该装置结构紧凑，操作方便，不需要隔离上下炉室和重装籽晶。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种直拉单晶硅制备中的掺杂装置，特别是在晶体 生长过程中对熔体进行掺杂的装置。
技术介绍
单晶硅常用作加工集成电路的初始材料。典型的生产单晶硅的方法是Czochralski法， 一颗单晶籽晶种子浸入在石英坩埚内的熔融态硅 中。然后慢慢提起，通常在提起的同时要不断转动晶体，这样，单晶就 生长成比较大的硅晶或晶块。在生产高质量硅晶时， 一些影响晶体生长的条件是要小心加以控制 的，如温度、压力、杂质和提拉速度。此外， 一些杂质可能会有意识地 加到熔融态硅中作为掺杂剂用以改变产物晶体的导电特性。为了获得导 电能力更优异的晶体材料，需要更多的杂质掺入到熔体中。但是更高浓 度的杂质有时也会无意之中污染熔融态硅，特别是在熔体的表面形成杂 质团，由于杂质(团)进入了间隙或空位中压缩了晶格从而破坏了晶体 生长。因此，有必要寻找减少因杂质引起的晶体生长的破坏以及提高低 熔点金属的掺杂效率的Czochralski晶体生长方法，生长具有理想电阻 率的高掺杂硅单晶。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于直拉硅制备中的掺杂装置，是在 晶体生长过程中对熔体进行掺杂(或回熔后对熔体再掺杂)的装置，该 装置结构紧凑，操作方便，不需要隔离上下炉室和重装籽晶。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案这种用于直拉单 晶硅制备中的掺杂装置，它包括装置主体， 一个置于主体内的石英材质 的掺杂工具，所述的装置主体包括真空波纹管，移动挡板，真空波纹管的一端与移动档板连接，形成密封，档板套在金属丝杆上，金属丝杆连接手柄，移动档板与导柱配合，真空波纹管的另一端与底板连接所 述的掺杂工具接在位于移动档板内侧的卡套内。本技术的优点是装置结构紧凑，操作方便，不需要隔离上下炉室和重装籽晶。附图说明图la:掺杂装置主体的主视图图lb:图la的俯视图图lc:图la的侧视图图2:掺杂装置结构示意图具体实施方式图la、图lb、图lc、 2中，5为移动挡板，真空波纹管2的一端 与移动档板连接，形成密封，档板套在金属丝杆7上，7带有标尺，金 属丝杆连接手柄8，移动档板与导柱9配合，真空波纹管的另一端与底 板连接，使用时安装在炉子的生长室的侧上方。所述的掺杂工具1接在 位于移动档板内侧的卡套4内。6为观察口。金属丝杆7连接手柄8。 掺杂工具1的封闭端放有掺杂剂3。装炉前，低熔点、易升华的掺杂剂3放置于一个石英材质的长圆 柱形的掺杂工具1的封闭端。在放置掺杂剂时，块状的掺杂剂从开口放 入，掺杂工具的封闭端向下，大小适中的块(粒)状的掺杂剂落入封闭 端。为了避免掺杂剂掉落，在圆柱状掺杂工具的封闭端内设有台阶。经 过计量的掺杂剂放入掺杂工具后，小心地将掺杂工具旋转180度，让掺 杂剂停留在台阶上。移动档板内设一个固定卡套，卡套有一挡板，掺杂工具的台阶位于 卡套的挡板上。带手柄金属丝杠转动时带动移动档板沿导柱上下移动。压縮或拉伸 真空波纹管时，掺杂工具也相应的移动。压縮真空波纹管时石英掺杂工具的开口端逐渐接近熔体，熔体的辐 射热量使石英掺杂工具内的固态掺杂剂气化、升华，气态的掺杂从掺杂 工具开口端逸出，从而实现对熔体进行气相掺杂。进行掺杂时启动掺杂装置的手柄，石英掺杂工具的位置用标尺指 示，通过控制标尺的位置控制固态掺杂剂气化、升华的速度；同时可以 通过观察口查看掺杂剂气化、升华状况。权利要求1、一种用于直拉单晶硅制备中的掺杂装置，其特征在于它包括装置主体，一个置于主体内的石英材质的掺杂工具，所述的装置主体包括真空波纹管，移动挡板，真空波纹管的一端与移动档板连接，形成密封，档板套在金属丝杆上，金属丝杆连接手柄，移动档板与导柱配合，真空波纹管的另一端与底板连接；所述的掺杂工具接在位于移动档板内侧的卡套内。2、 根据权利要求1所述的一种用于直拉单晶硅制备中的掺杂装置， 其特征在于石英材质的掺杂工具为长圆柱形，它的一端有一个开口， 另一端是封闭端，封闭端内设有台阶。3、 根据权利要求2所述的一种用于直拉单晶硅制备中的掺杂装置， 其特征在于所述的掺杂工具中放置掺杂剂的封闭端台阶接在卡套的挡 板上，掺杂工具开口端朝下。专利摘要一种用于直拉单晶硅制备中的掺杂装置，它包括装置主体，一个置于主体内的石英材质的掺杂工具，所述的装置主体包括真空波纹管，移动挡板，真空波纹管的一端与移动挡板连接，形成密封，挡板套在金属丝杆上，金属丝杆连接手柄，移动挡板与导柱配合，真空波纹管的另一端与底板连接；所述的掺杂工具接在位于移动挡板内侧的卡套内。该装置结构紧凑，操作方便，不需要隔离上下炉室和重装籽晶。文档编号C30B15/02GK201003079SQ20062013419公开日2008年1月9日 申请日期2006年10月30日 优先权日2006年10月30日专利技术者孙韶辉, 安国祥, 峰 方, 王来福, 沉 郑 申请人:北京有色金属研究总院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于直拉单晶硅制备中的掺杂装置，其特征在于：它包括装置主体，一个置于主体内的石英材质的掺杂工具，所述的装置主体包括：真空波纹管，移动挡板，真空波纹管的一端与移动档板连接，形成密封，档板套在金属丝杆上，金属丝杆连接手柄，移动档板与导柱配合，真空波纹管的另一端与底板连接；所述的掺杂工具接在位于移动档板内侧的卡套内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方峰，郑沉，王来福，安国祥，孙韶辉，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]