半导体单晶炉大尺寸温场制造技术

本实用新型专利技术提供半导体单晶炉大尺寸温场，包括一炉腔室，炉腔室内设有一坩埚，坩埚的外壁设有一侧加热器，坩埚的下方还设有下加热器，炉腔室还包括侧隔热层，侧隔热层分别为外部侧隔热层、内部侧隔热层、上部侧隔热层和下部侧隔热层，下部侧隔热层与外部侧隔热层连接，上部侧隔热层与内部侧隔热层连接；坩埚上方设有热屏升降机构，热屏升降机构包括外热屏、内热屏、热屏保护层、升降环和上隔热层，坩埚下方设有石墨轴和芯棒，石墨轴上设有外锥口，芯棒上设有内锥口，石墨轴与芯棒插接连接。

Large Size Temperature Field of Semiconductor Single Crystal Furnace

The utility model provides a large-scale temperature field of a semiconductor single crystal furnace, which comprises a furnace chamber, a crucible in the furnace chamber, a side heater on the outer wall of the crucible, and a lower heater under the crucible. The furnace chamber also includes a side heat insulation layer, the side heat insulation layer is respectively an outer side heat insulation layer, an inner side heat insulation layer, an upper side heat insulation layer and a lower side heat insulation layer, and an outer side heat insulation layer. The upper side insulating layer is connected with the inner side insulating layer; the upper side insulating layer is connected with the inner side insulating layer; the crucible is provided with a heat shield lifting mechanism, which includes an external heat shield, an internal heat shield, a heat shield protective layer, a lifting ring and an upper insulating layer; the crucible is provided with a graphite shaft and a mandrel under the crucible; the graphite shaft is provided with an external cone opening on the graphite shaft; and the graphite shaft is connected with the mandrel.

【技术实现步骤摘要】
半导体单晶炉大尺寸温场
本技术涉及半导体设备制造行业领域，具体涉及半导体单晶炉大尺寸温场。
技术介绍
近年来随着集成电路与半导体芯片的需求急速上升，大尺寸半导体芯片的需求越来越大，原来2“、4“、6“、8”半导体芯片已经无法满足行业使用需求，小尺寸晶体生长炉也无法满足发展，更多大尺寸芯片需求应运而生，相应的大尺寸晶体生长炉设备也急需更新换代。原来小尺寸温场只有侧面加热器并且无法升降来调节其高度，也没有底部加热器，使得整个温场温度分布不均匀，温度梯度大，气流紊乱，导致坩埚内材料熔化不完全。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供半导体单晶炉大尺寸温场，以解决传统温场温度分布不均匀，温度梯度大气流紊乱的问题。本技术的技术方案是：半导体单晶炉大尺寸温场，包括一炉腔室，所述炉腔室内设有一坩埚，所述坩埚的外壁设有一侧加热器，所述坩埚的下方还设有下加热器，所述炉腔室还包括侧隔热层，所述侧隔热层分别为外部侧隔热层、内部侧隔热层、上部侧隔热层和下部侧隔热层，所述下部侧隔热层与所述外部侧隔热层连接，所述上部侧隔热层与所述内部侧隔热层连接；所述坩埚上方设有热屏升降机构，所述热屏升降机构包括外热屏、内热屏、热屏保护层、升降环和上隔热层，所述坩埚下方设有石墨轴和芯棒，所述石墨轴上设有外锥口，所述芯棒上设有内锥口，所述石墨轴与所述芯棒插接连接。本技术设计了可升降的热屏，高度可升降调节，满足大尺寸坩埚的化料不同温度梯度需求；增加了底部加热器，使坩埚底部的硅料能充分受热熔化完全，使整个温场加热均匀。石墨轴由原来的螺纹连接方式改为锥口连接，解决了在常温和高温反复作用下的螺纹咬死现象，石墨轴外锥口与芯棒内锥口设计，连接牢固，自动对中方便安装。所述侧加热器还连接侧加热器电极，所述侧加热器电极通过电极螺母连接一盖子，所述侧加热器电极固定在所述炉腔室的下端部。所述炉腔室还包括一底板，所述侧加热器电极穿过所述底板，所述侧加热器电极上依次套设有石英套和电极套，所述石英套和所述电极套位于底板与侧加热器电极之间。从而对电机起到保护作用。所述石墨轴穿过所述底板，所述石墨轴上套设有套筒，所述套筒位于所述石墨轴与所述底板之间。本技术通过套筒对石墨轴进行保护。所述套筒的顶端设有一套筒盖。从而起到限位作用。所述炉腔室的内壁设有上部内保温屏和下部内保温屏。从而起到保温作用。所述外热屏上方设有上保温筒。能够起到保温作用。所述升降环包括中环、下环和反射保护环。本技术通过中环和下环固定需要提升的部件，反射保护环能够起到缓冲作用，避免损坏温场部件。所述下加热器连接一下加热器电极。通过下加热器电极为下加热器供能。所述下部侧隔热层的下方设有底隔热。从而起到隔热的效果。所述上部侧隔热层的上方设有上部侧保温层。从而起到保温作用。所述上部侧保温层上方设有密封环。从而起到密封作用。所述炉腔室的底部设有排气孔盖，所述排气孔盖的内部设有排气管调整套。通过调整套调节排气大小。所述坩埚是C/C坩埚，所述坩埚与所述石墨轴之间设有一坩埚托盘。附图说明图1为本技术的主视图；图2为本技术的侧视图；图3为图1中A处的局部放大图；图4为图1中B处的局部放大图；图5为图1中C处的局部放大图；图6为本技术的部分结构示意图。图中：1、坩埚；2、坩埚托盘；3、石墨轴；4、侧加热器；5、侧加热器电极；6、电极螺母；7、盖子；8、下加热器；9、下加热器电极；10、底板；11、下部内保温屏；12、下中环；13、上部内保温屏；14、上中环；15、上保温筒；16、反射保护环；17、外热屏；18、内热屏；19、底下环；20、套筒；21、套筒盖；22、电极套；23、石英套；24、排气孔盖；25、底隔热；26、下部侧隔热层；27、外部侧隔热层；28、上部侧隔热层；29、热屏保护层；30、升降环；31、上隔热层；32、上部侧保温层；33、密封环；34、排气管调整套；35、侧下环；36、内部侧隔热层；37、芯棒。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的说明。如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，半导体单晶炉大尺寸温场，包括一炉腔室，炉腔室内设有一坩埚1，坩埚的外壁设有一侧加热器4，坩埚的下方还设有下加热器8，炉腔室还包括侧隔热层，侧隔热层分别为外部侧隔热层27、内部侧隔热层36、上部侧隔热层28和下部侧隔热层26，下部侧隔热层与外部侧隔热层连接，上部侧隔热层与内部侧隔热层连接；坩埚上方设有热屏升降机构，热屏升降机构包括外热屏17、内热屏18、热屏保护层29、升降环30和上隔热层31，坩埚下方设有石墨轴3和芯棒37，石墨轴上设有外锥口，芯棒上设有内锥口，石墨轴与芯棒插接连接。本技术设计了可升降的热屏，高度可升降调节，满足大尺寸坩埚的化料不同温度梯度需求；增加了底部加热器，使坩埚底部的硅料能充分受热熔化完全，使整个温场加热均匀。石墨轴由原来的螺纹连接方式改为锥口连接，解决了在常温和高温反复作用下的螺纹咬死现象，石墨轴外锥口与芯棒内锥口设计，连接牢固，自动对中方便安装。侧加热器还连接侧加热器电极，侧加热器电极通过电极螺母6连接一盖子7，侧加热器电极固定在炉腔室的下端部。炉腔室还包括一底板10，侧加热器电极穿过底板，侧加热器电极上依次套设有石英套23和电极套22，石英套和电极套位于底板与侧加热器电极5之间。从而对电机起到保护作用。石墨轴穿过底板，石墨轴上套设有套筒20，套筒位于石墨轴与底板之间。本技术通过套筒对石墨轴进行保护。套筒的顶端设有一套筒盖21。从而起到限位作用。炉腔室的内壁设有上部内保温屏13和下部内保温屏11。从而起到保温作用。外热屏上方设有上保温筒15。能够起到保温作用。升降环包括中环、下环和反射保护环16。本技术通过中环和下环固定需要提升的部件，反射保护环能够起到缓冲作用，避免损坏温场部件。下加热器连接一下加热器电极9。通过下加热器电极为下加热器供能。下部侧隔热层的下方设有底隔热25。从而起到隔热的效果。上部侧隔热层的上方设有上部侧保温层32。从而起到保温作用。上部侧保温层上方设有密封环33。从而起到密封作用。炉腔室的底部设有排气孔盖24，排气孔盖的内部设有排气管调整套34。通过调整套调节排气大小。中环包括上中环14和下中环12，下环包括侧下环35和底下环19。坩埚是C/C坩埚，坩埚与石墨轴之间设有一坩埚托盘2。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.半导体单晶炉大尺寸温场，其特征在于：包括一炉腔室，所述炉腔室内设有一坩埚，所述坩埚的外壁设有一侧加热器，所述坩埚的下方还设有下加热器，所述炉腔室还包括侧隔热层，所述侧隔热层分别为外部侧隔热层、内部侧隔热层、上部侧隔热层和下部侧隔热层，所述下部侧隔热层与所述外部侧隔热层连接，所述上部侧隔热层与所述内部侧隔热层连接；所述坩埚上方设有热屏升降机构，所述热屏升降机构包括外热屏、内热屏、热屏保护层、升降环和上隔热层，所述坩埚下方设有石墨轴和芯棒，所述石墨轴上设有外锥口，所述芯棒上设有内锥口，所述石墨轴与所述芯棒插接连接。

【技术特征摘要】
1.半导体单晶炉大尺寸温场，其特征在于：包括一炉腔室，所述炉腔室内设有一坩埚，所述坩埚的外壁设有一侧加热器，所述坩埚的下方还设有下加热器，所述炉腔室还包括侧隔热层，所述侧隔热层分别为外部侧隔热层、内部侧隔热层、上部侧隔热层和下部侧隔热层，所述下部侧隔热层与所述外部侧隔热层连接，所述上部侧隔热层与所述内部侧隔热层连接；所述坩埚上方设有热屏升降机构，所述热屏升降机构包括外热屏、内热屏、热屏保护层、升降环和上隔热层，所述坩埚下方设有石墨轴和芯棒，所述石墨轴上设有外锥口，所述芯棒上设有内锥口，所述石墨轴与所述芯棒插接连接。2.根据权利要求1所述的半导体单晶炉大尺寸温场，其特征在于：所述侧加热器还连接侧加热器电极，所述侧加热器电极通...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖章田，贺贤汉，夏孝平，黄保强，河野贵之，
申请(专利权)人：上海汉虹精密机械有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31