本发明专利技术涉及一种热屏障装置及熔炼炉，其中，热屏障机构包括屏底和屏壁，屏底中心设有通孔，通孔用于通过待提拉的熔体，屏底包括第一层板、第二层板和侧板，侧板的一端与第一层板连接，第一层板靠近坩埚，第二层板远离坩埚，侧板另一端与第二层板连接，侧板的一侧、第一层板和第二层板围成通孔，侧板的另一侧、第一层板、第二层板和屏壁围成容置空腔；隔热机构设置在容置空腔内，隔热机构包括隔热件和保温件，隔热件设置在侧板一侧，隔热件的高度不小于侧板高度的二分之一，隔热件用于隔绝坩埚的热量散发至待提拉的熔体，容置空腔内部除隔热件外，填充保温件；本发明专利技术能够提高热屏与坩埚之间温度梯度，便于快速形成硅晶棒，提高硅晶棒的生产效率。
【技术实现步骤摘要】
一种热屏障装置及熔炼炉
本专利技术涉及半导体制备
，特别涉及一种热屏障装置及熔炼炉。
技术介绍
单晶硅是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。单晶炉是一种在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。目前，大尺寸硅单晶尤其是12寸以上硅单晶主要通过直拉法制备获得。直拉法是通过将11个9的高纯多晶硅在石英坩埚内熔化，利用籽晶经过引晶、放肩、等径、收尾制备硅单晶。该方法最关键的是由石墨及保温材料组成的热场，热场的设计直接决定了晶体的质量、工艺、能耗等。在整个热场设计中，最为关键的就是热屏的设计。首先热屏的设计直接影响固液界面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，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，常用的热屏的外层为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，晶棒从圆桶内部被拉制出来。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。现有的热屏内部的保温石墨毡吸收热量，会使热屏靠近晶棒一侧的温度交高与固液界面界之间的温度梯度较小，而温度梯度直接影响到直拉法的拉速，导致直拉法的拉速较慢，形成晶棒的速度较慢，生产速率较低。因此，上述技术问题是本领域技术人员需要效解决的。
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热屏障装置及熔炼炉，能够提高热屏与坩埚之间温度梯度，温度梯度越大，拉速越快，便于快速形成硅晶棒，提高硅晶棒的生产效率。为了解决上述问题，本专利技术提供一种热屏障装置，包括：热屏障机构和隔热机构；所述热屏障机构包括屏底和屏壁，所述屏底中心设有通孔，所述通孔用于通过待提拉的熔体，所述屏底包括第一层板、第二层板和侧板，所述侧板的一端与所述第一层板连接，所述第一层板靠近坩埚，所述第二层板远离所述坩埚，所述侧板另一端与所述第二层板连接，所述侧板的一侧、所述第一层板和所述第二层板围成所述通孔，所述侧板的另一侧、所述第一层板、所述第二层板和所述屏壁围成容置空腔；所述隔热机构设置在所述容置空腔内部，所述隔热机构包括隔热件和保温件，所述隔热件设置在所述侧板一侧，所述隔热件的高度不小于所述侧板高度的二分之一，所述隔热件用于隔绝所述坩埚的热量散发至所述待提拉的熔体，所述容置空腔内部除所述隔热件外，全部填充所述保温件。进一步地，所述第一层板与所述坩埚的端口平行设置。进一步地，所述第二层板向所述屏壁方向倾斜，所述第二层板的倾斜角度为1°～10°。进一步地，所述侧板的高度为30～50mm。进一步地，所述隔热件与所述侧板贴合。进一步地，所述屏壁为单层结构，所述单层结构的一端与所述第一层板连接，所述单层结构的另一端与炉体内壁连接。进一步地，所述屏壁为双层结构，所述双层结构的一端分别与所述第一层板和所述第二层板连接，所述双层结构的另一端与炉体内壁连接，所述双层结构的内部填充所述保温件。进一步地，所述保温件为保温材料制备的多孔结构件，所述保温材料为石墨。进一步地，所述隔热件为复合材料材料制备的隔热板。本专利技术还保护了一种熔炼炉，所述熔炼炉用于单硅晶体生长，包括上述任意一项所述的屏障装置，坩埚和加热器，所述熔炼炉具有空腔结构，所述空腔结构内设有所述坩埚，所述坩埚用于承载熔体，所述加热器设置在所述坩埚外部，所述加热器用于加热所述坩埚内的单硅晶熔体，所述屏障装置设置在所述坩埚端口上方，通过所述屏障装置的移动使单硅晶熔体生长。由于上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：专利技术的一种热屏障装置及熔炼炉，在热屏装置的内部设有一个隔热板，隔热板将隔绝坩埚传输的热量至晶棒处，提高热屏与坩埚之间温度梯度，温度梯度越大，拉速越快，便于快速形成硅晶棒，提高硅晶棒的生产效率。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一提供的热屏障装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的屏底的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的隔热件的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的隔热件的另一结构示意图；图5是本专利技术实施例三提供的晶圆涂胶装置的结构示意图；图6是本专利技术实施例四提供的加热装置的结构示意图；其中，1-热屏障机构，11-屏底，12-屏壁，，111-通孔，112-第一层板，113-第二层板，114-侧板，115-容置空腔，2-隔热机构，21隔热件，22-保温件，3-坩埚，4-加热器，5-转轴。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。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，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。实施例一本实施例一提供了一种热屏障装置，如图1和图2所示，包括：热屏障机构1和隔热机构2；所述热屏障机构1包括屏底11和屏壁12，所述屏底11中心设有通孔111，所述通孔111用于通过待提拉的熔体，所述屏底11包括第一层板112、第二层板113和侧板114，所述侧板114本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热屏障装置，其特征在于，包括：热屏障机构(1)和隔热机构(2)；/n所述热屏障机构(1)包括屏底(11)和屏壁(12)，所述屏底(11)中心设有通孔(111)，所述通孔(111)用于通过待提拉的熔体，所述屏底(11)包括第一层板(112)、第二层板(113)和侧板(114)，所述侧板(114)的一端与所述第一层板(112)连接，所述第一层板(112)靠近坩埚，所述第二层板(113)远离所述坩埚，所述侧板(114)另一端与所述第二层板(113)连接，所述侧板(114)的一侧、所述第一层板(112)和所述第二层板(113)围成所述通孔(111)，所述侧板(114)的另一侧、所述第一层板(112)、所述第二层板(113)和所述屏壁(12)围成容置空腔(115)；/n所述隔热机构(2)设置在所述容置空腔(115)内部，所述隔热机构(2)包括隔热件(21)和保温件(22)，所述隔热件(21)设置在所述侧板(114)一侧，所述隔热件(21)的高度不小于所述侧板(114)高度的二分之一，所述隔热件(21)用于隔绝所述坩埚的热量散发至所述待提拉的熔体，所述容置空腔(115)内部除所述隔热件(21)外，全部填充所述保温件(22)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种热屏障装置，其特征在于，包括：热屏障机构(1)和隔热机构(2)；
所述热屏障机构(1)包括屏底(11)和屏壁(12)，所述屏底(11)中心设有通孔(111)，所述通孔(111)用于通过待提拉的熔体，所述屏底(11)包括第一层板(112)、第二层板(113)和侧板(114)，所述侧板(114)的一端与所述第一层板(112)连接，所述第一层板(112)靠近坩埚，所述第二层板(113)远离所述坩埚，所述侧板(114)另一端与所述第二层板(113)连接，所述侧板(114)的一侧、所述第一层板(112)和所述第二层板(113)围成所述通孔(111)，所述侧板(114)的另一侧、所述第一层板(112)、所述第二层板(113)和所述屏壁(12)围成容置空腔(115)；
所述隔热机构(2)设置在所述容置空腔(115)内部，所述隔热机构(2)包括隔热件(21)和保温件(22)，所述隔热件(21)设置在所述侧板(114)一侧，所述隔热件(21)的高度不小于所述侧板(114)高度的二分之一，所述隔热件(21)用于隔绝所述坩埚的热量散发至所述待提拉的熔体，所述容置空腔(115)内部除所述隔热件(21)外，全部填充所述保温件(22)。
2.根据权利要求1所述的一种热屏障装置，其特征在于，所述第一层板(112)与所述坩埚的端口平行设置。
3.根据权利要求2所述的一种热屏障装置，其特征在于，所述第二层板(113)向所述屏壁(12)方向倾斜，所述第二层板(113)的倾斜角度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏星，刘赟，栗展，魏涛，李名浩，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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