本发明专利技术提供一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构，包括支撑层以及制备在所述支撑层上的层叠结构，所述层叠结构包括第一折射层和第二折射层，所述第一折射层的折射率与所述第二折射层的折射率不同，所述第一折射层和所述第二折射层相互交替设置；在此基础上，本发明专利技术还提供一种单晶硅生长炉，所述复合隔热结构设置在所述单晶硅生长炉中的热屏上；本发明专利技术提供的复合隔热结构在热辐射波长范围表现出具有良好的热反射性能，当其设置在热屏上以应用于单晶硅生长炉中时，能够提高热屏对热量的反射能力，减少硅熔体热量的耗散，起到对热场的保温作用，从而有利于提高热场的质量以提高单晶硅生长的质量和产量。
【技术实现步骤摘要】
一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构及单晶硅生长炉
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构及单晶硅生长炉。
技术介绍
单晶硅是现代通信技术、集成电路及太阳能电池等行业得以持续发展的材料基础，有着不可替代的作用。目前，从熔体中生长单晶硅主要的方法包括直拉法和区熔法。其中，由于直拉法生产单晶硅具有设备和工艺简单、容易实现自动控制、生产效率高、易于制备大直径单晶硅，以及晶体生长速度快、晶体纯度高和完整性高等优点，直拉法得以迅速发展。利用直拉式晶体生长炉生产单晶硅，需要将普通硅材料进行熔化，然后重新结晶。根据单晶硅的结晶规律，将原材料放在坩埚中加热熔化，控制温度比硅单晶的结晶温度略高，确保熔化后的硅材料在溶液表面可以结晶。结晶出来的单晶通过直拉炉的提升系统提出液面，在惰性气体的保护下冷却、成形，最后结晶成一个主体为圆柱体、尾部为圆锥体的晶体。单晶硅是在单晶炉热场中进行生长的，热场的优劣对单晶硅的生长和质量有很大的影响。好的热场不仅能够让单晶生长顺利，而且生长出的单晶质量高；而热场条件不完备时，则可能无法生长出单晶，即使生长出单晶，也容易发生晶变，变成多晶或有大量缺陷的结构。因此，寻找较好的热场条件，配置最佳热场，是直拉单晶硅生长工艺非常关键的技术。而热场设计中，最为关键的是热屏的设计。首先，热屏的设计直接影响固液界面的垂直温度梯度，通过梯度的变化影响V/G比值决定晶体质量。其次，热屏的设计会影响固液界面的水平温度梯度，控制整个硅片的质量均匀性。最后，热屏的合理设计会影响晶体热历史，控制晶体内部缺陷的形核与长大，在制备高阶硅片过程中非常关键。目前，常用的热屏其外层材料为SiC镀层或热解石墨，内层为保温石墨毡。热屏的位置放置于热场上部，呈圆筒状，晶棒从圆筒内部被拉制出来。热屏靠近晶棒的石墨热反射率较低，吸收晶棒散发的热量。热屏外部的石墨通常热反射率较高，利于将熔体散发的热量放射回去，提高热场的保温性能，降低整个工艺的功耗。而现有的热屏设计仍然存在温度梯度不均匀的缺陷。针对现有技术存在的上述缺陷，本申请旨在提供一种复合隔热结构，能够应用于单晶硅生长炉的热屏上，提高热屏的热反射能力，提高热场的保温性能，从而提高炉内晶体生长的质量和产量。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构，包括支撑层以及制备在所述支撑层上的层叠结构，所述层叠结构包括第一折射层和第二折射层，所述第一折射层的折射率与所述第二折射层的折射率不同，所述第一折射层和所述第二折射层相互交替设置。进一步地，所述层叠结构与所述支撑层通过所述第一折射层相连接，或所述层叠结构与所述支撑层通过所述第二折射层相连接。具体地，所述第一折射层均由硅制得，所述第一折射层的厚度在0.1μm-1μm的范围内，所述第一折射层的粗糙度小于1.5A。具体地，所有所述第二折射层均由二氧化硅制得，所述第二折射层的厚度在0.1μm-1μm的范围内，所述第二折射层的粗糙度小于2A。具体地，所有所述第二折射层均由氮化硅制得，所述第二折射层的厚度在0.1μm-1μm的范围内，所述第二折射层的粗糙度小于2A。具体地，所述层叠结构中至少有一个所述第二折射层由氧化硅制得，且所述层叠结构中至少有一个所述第二折射层由氮化硅制得。优选地，所述支撑层由硅、二氧化硅或钼制得，所述支撑层的厚度在1mm-3mm范围内。进一步地，所述第一折射层和所述第二折射层通过物理气相沉积、化学气相沉积或化学机械抛光工艺制得。优选地，所述复合隔热结构还设有封装层，所述封装层用于将所述支撑层和所述层叠结构封装。本专利技术另一方面保护一种单晶硅生长炉，包括炉体、坩埚、加热器、热屏和上述技术方案提供的一种复合隔热结构，所述复合隔热结构设置在所述热屏上；所述炉体内设有容腔；所述坩埚设置在所述容腔内，所述坩埚用于承载供单晶硅生长的熔体；所述加热器设置在所述坩埚与所述炉体之间，所述加热器用于提供单晶硅生长所需的热场；所述热屏设置在所述坩埚的上方，所述热屏用于反射所述坩埚散发的热能，所述复合隔热结构设置在所述热屏靠近所述坩埚的一侧和/或所述复合隔热结构设置在所述坩埚靠近生长出的单晶硅的一侧。由于上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构，在热辐射波长范围内具有良好的反射性能，当其设置在热屏上以应用于单晶硅生长炉中时，能够提高热屏对热量的反射能力，减少硅熔体热量的耗散；有利于提高热场的保温性能，从而有利于提高热场的质量以提高单晶硅生长的质量和产量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1是本专利技术实施例提供的用于单晶硅生长炉的复合隔热结构的结构示意图；图2是图1中各复合隔热结构的热反射曲线图；图3是本专利技术另一个实施例提供的用于单晶硅生长炉的复合隔热结构的结构示意图；图4是图3中各复合隔热结构的热反射曲线图；图5是本专利技术另一个实施例提供的用于单晶硅生长炉的复合隔热结构的结构示意图；图6是图5中各复合隔热结构的热反射曲线图。图中：10-支撑层，20-层叠结构，21-第一折射层，22-第二折射层；22(Ⅰ)-由二氧化硅制得的第二折射层，22(Ⅱ)-由氮化硅制得的第二折射层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。实施例1结合图1和图2，本实施例提供一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构，包括支撑层10以及制备在所述支撑层10上层叠结构20，所述层叠结构20包括第一折射层21和第二折射层22形成，所述第一折射层21的折射率与所述第二折射层22的折射率不同，所述第一折射层21和所述第二折射层22相互交替设置。需要说明的是，本说明书实施例中，所述第一折射层21和所述第二折射层22成对出现，即所述第一折射层21的数量和所述第二折射率层22的数量相等，从而所述层叠结构的一侧以第一折射层21为终点，所述层叠结构的另一侧以第二折本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构，其特征在于，包括支撑层(10)以及制备在所述支撑层(10)上的层叠结构(20)，所述层叠结构(20)包括第一折射层(21)和第二折射层(22)，所述第一折射层(21)的折射率与所述第二折射层(22)的折射率不同，所述第一折射层(21)和所述第二折射层(22)相互交替设置。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构，其特征在于，包括支撑层(10)以及制备在所述支撑层(10)上的层叠结构(20)，所述层叠结构(20)包括第一折射层(21)和第二折射层(22)，所述第一折射层(21)的折射率与所述第二折射层(22)的折射率不同，所述第一折射层(21)和所述第二折射层(22)相互交替设置。
2.根据权利要求1所述的一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构，其特征在于，所述层叠结构(20)与所述支撑层(10)通过所述第一折射层(21)相连接，或所述层叠结构(20)与所述支撑层(10)通过所述第二折射层(22)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构，其特征在于，所述第一折射层(21)均由硅制得，所述第一折射层(21)的厚度在0.1μm-1μm的范围内，所述第一折射层(21)的粗糙度小于1.5A。
4.根据权利要求3所述的一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构，其特征在于，所有所述第二折射层(22)均由二氧化硅制得，所述第二折射层(22)的厚度在0.1μm-1μm的范围内，所述第二折射层(22)的粗糙度小于2A。
5.根据权利要求3所述的一种用于单晶硅生长炉的复合隔热结构，其特征在于，所有所述第二折射层(22)均由氮化硅制得，所述第二折射层(22)的厚度在0.1μm-1μm的范围内，所述第二折射层(22)的粗糙度小于2A。
6.根据权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏星，李名浩，栗展，魏涛，刘赟，薛忠营，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海新昇半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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