用于单晶炉的石英坩埚、坩埚组件及单晶炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于单晶炉的石英坩埚、坩埚组件及单晶炉，石英坩埚具有用于盛放熔汤的盛放空间，石英坩埚的顶部具有与盛放空间连通的敞开口，在石英坩埚的底部至敞开口的方向上，石英坩埚的侧壁朝向背离石英坩埚的中心轴线的方向倾斜。根据本实用新型专利技术的石英坩埚，通过将石英坩埚的侧壁设置成朝向背离石英坩埚的中心轴线的方向倾斜，由此在使用氩气吹扫石英坩埚内熔汤液面时，氩气在石英坩埚敞开端的流动阻力相对较小，从而减少氩气在石英坩埚的敞开端形成涡流区域，流动顺畅的氩气将蒸发出的SiO以及自由液面处的氧气带走，从而降低熔汤界面处氧含量，进而提升产品的品质。进而提升产品的品质。进而提升产品的品质。

【技术实现步骤摘要】
用于单晶炉的石英坩埚、坩埚组件及单晶炉


[0001]本技术涉及单晶炉
，尤其是涉及一种用于单晶炉的石英坩埚、坩埚组件及单晶炉。

技术介绍

[0002]现有技术中，通常采用CZ法拉制单晶，单晶炉内氩气在流经熔汤液面时，氩气流在熔汤表面靠近坩埚位置易形成对流涡流，降低熔汤表面挥发出SiO(中文名称：一氧化硅)的吹扫效率，降低SiO被带走的效率，从而增大熔汤中氧含量，影响到产品的品质。

技术实现思路

[0003]本技术提出了一种用于单晶炉的石英坩埚，所述用于单晶炉的石英坩埚可以提升氩气的流动性，从而增加SiO的吹扫效率，同时降低自由液面处的氧含量，进而提升产品的品质。
[0004]本技术还提出了一种用于单晶炉的坩埚组件，所述坩埚组件包括上述石英坩埚。
[0005]本技术还提出了一种单晶炉，所述单晶炉包括上述坩埚组件。
[0006]根据本技术实施例的用于单晶炉的石英坩埚，所述石英坩埚具有用于盛放熔汤的盛放空间，所述石英坩埚的顶部具有与所述盛放空间连通的敞开口，在所述石英坩埚的底部至所述敞开口的方向上，所述石英坩埚的侧壁朝向背离所述石英坩埚的中心轴线的方向倾斜。
[0007]根据本技术实施例的用于单晶炉的石英坩埚，在石英坩埚的底部至敞开口的方向上，通过将石英坩埚的侧壁设置成朝向背离石英坩埚的中心轴线的方向倾斜，本技术的石英坩埚增加熔汤表面石英坩埚侧壁附近氩气流动性，减小涡流区域，增加氩气流对熔汤界面处挥发出的SiO吹扫效率，增加SiO挥发速度，流动性的氩气流把SiO及自由液面处的氧气及时带走，从而达到降低产品中的氧含量，提升产品的品质。
[0008]在本技术的一些实施例中，在所述石英坩埚的底部至所述敞开口的方向上，所述石英坩埚的整个侧壁均朝向背离所述石英坩埚的中心轴线的方向倾斜。
[0009]在本技术的一些实施例中，所述石英坩埚的侧壁与所述熔汤水平面之间的夹角为α，且满足：α≥100
°
。
[0010]在本技术的一些实施例中，所述α满足：α≥130
°
。
[0011]在本技术的一些实施例中，所述石英坩埚的敞开端具有倒角部，在所述石英坩埚的底部至所述敞开口的方向上，所述倒角部的内壁面朝向背离所述石英坩埚中心轴线的方向倾斜，其中，所述倒角部的内侧壁与所述熔汤的水平面间的夹角为β，所述石英坩埚的侧壁与所述熔汤的水平面之间的夹角为α，且β≥α。
[0012]根据本技术实施例的用于单晶炉的坩埚组件，包括：上述用于单晶炉的石英坩埚，与所述石英坩埚相配合的石墨坩埚，所述的石墨坩埚设置在所述石英坩埚的外侧。
[0013]根据本技术实施例的用于单晶炉的坩埚组件，在石英坩埚的底部至敞开口的方向上，通过将石英坩埚的侧壁设置成朝向背离石英坩埚的中心轴线的方向倾斜，本技术的坩埚组件使得在石英坩埚侧壁附近氩气流更加顺畅，形成氩气涡流区域更小，提高氩气流对熔汤界面处SiO吹扫效率，增加SiO挥发速度，降低产品中的氧含量，提升产品的品质
[0014]在本技术的一些实施例中，所述石英坩埚与所述石墨坩埚层叠设置，且所述石英坩埚的外周壁与所述石墨坩埚的内周壁间隔开。
[0015]在本技术的一些实施例中，在所述石墨坩埚的轴向方向上，所述石英坩埚的敞开端超出所述石墨坩埚的敞开端。
[0016]根据本技术实施例的单晶炉，包括：炉体和上述用于单晶炉的坩埚组件，所述坩埚组件设在所述炉体内。
[0017]根据本技术实施例的单晶炉，在石英坩埚的底部至敞开口的方向上，通过将石英坩埚的侧壁设置成朝向背离石英坩埚的中心轴线的方向倾斜，由此在使用氩气吹扫石英坩埚内熔汤液面时，氩气在石英坩埚侧壁附近的流动阻力相对较小，增加氩气流动性，减少氩气涡流区域，流动性的氩气流及时地将SiO及自由液面处氧气带走，降低熔汤界面处氧含量，提高产品的品质。
[0018]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0019]图1是根据本技术实施例的石英坩埚的结构示意图；
[0020]图2是根据本技术实施例的石墨坩埚的结构示意图；
[0021]图3是根据本技术实施例的坩埚组件的结构示意图；
[0022]图4是根据本技术实施例的坩埚组件和相关技术中的坩埚组件的固液界面处的氧含量的实验数据图；
[0023]图5是根据本技术实施例的坩埚组件和相关技术中的坩埚组件的自由液面处的氧含量的实验数据图；
[0024]图6是根据本技术实施例的单晶炉的结构示意图；
[0025]图7是根据本技术另一个实施例的石英坩埚的结构示意图；
[0026]图8是现有技术中的单晶炉在BL100位置处氩气气流分布图；
[0027]图9是现有技术中的单晶炉在BL2000位置处氩气气流分布图。
[0028]附图标记：
[0029]单晶炉1000，
[0030]坩埚组件100，
[0031]石英坩埚1，盛放空间10，
[0032]敞开口11，侧壁12，倒角部13，
[0033]石墨坩埚2，安装空间21，
[0034]炉体200，加热器300，出气口400。
具体实施方式
[0035]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0036]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
[0037]现有单晶炉内的气流会带走杂质气体，如SiO，CO等，在晶棒生长的不同阶段，气流流动还是稍有不同。其中炉内的气体一般采用氩气，也可采用其他的惰性气体。通过模拟，专利技术人发现：
[0038]如图8所示，BL100位置处氩气气流分布：熔汤中蒸发出的SiO由炉内氩气流带走，然而氩气流在熔汤表面靠近坩埚位置形成对流涡流，使靠近坩埚位置的氧无法有效带出。此时BL100时熔汤界面与坩埚侧壁之间夹角为90
°
。
[0039]如图9所示，BL2000位置处氩气气流分布：在BL2000时与坩埚内壁弧线切线夹角约130
°
，氩气在熔汤表面边缘形成的涡流显著减本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于单晶炉的石英坩埚，其特征在于，所述石英坩埚具有用于盛放熔汤的盛放空间，所述石英坩埚的顶部具有与所述盛放空间连通的敞开口，在所述石英坩埚的底部至所述敞开口的方向上，所述石英坩埚的侧壁朝向背离所述石英坩埚的中心轴线的方向倾斜。2.根据权利要求1所述的用于单晶炉的石英坩埚，其特征在于，在所述石英坩埚的底部至所述敞开口的方向上，所述石英坩埚的整个侧壁均朝向背离所述石英坩埚的中心轴线的方向倾斜。3.根据权利要求2所述的用于单晶炉的石英坩埚，其特征在于，所述石英坩埚的侧壁与所述熔汤水平面之间的夹角为α，且满足：α≥100
°
。4.根据权利要求3所述的用于单晶炉的石英坩埚，其特征在于，所述α满足：α≥130
°
。5.根据权利要求1所述的用于单晶炉的石英坩埚，其特征在于，所述石英坩埚的敞开端具有倒角部，在所述石英坩埚的底部至所述敞开口的方向上，所述倒角...

【专利技术属性】
技术研发人员：王双丽，
申请(专利权)人：徐州鑫晶半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：