具有多熔体区的坩埚制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有多熔体区的坩埚，包括：第一坩埚和第二坩埚，第一坩埚包括第一侧壁、第一底壁；第二坩埚包括第二侧壁、第二底壁，第二坩埚设置于第一坩埚内，第二坩埚限定形成晶体生长区，第二底壁沿周向方向向外延伸与第一坩埚相接，第二坩埚外侧壁与第二底壁之间沿第二坩埚的周向设有隔离壁；坩埚限定形成加料区、第一熔体区、第二熔体区；第二底壁上开设有连通加料区和第一熔体区的第一过孔，以及连通第一熔体区和第二熔体区的第二过孔，第二侧壁开设有连通第二熔体区和晶体生长区的第三过孔。本实用新型专利技术公开的坩埚有利于提升晶体生长区内熔汤的均匀性，还可以防止未完全熔化的硅材料直接进入晶体生长区造成杂质。化的硅材料直接进入晶体生长区造成杂质。化的硅材料直接进入晶体生长区造成杂质。

【技术实现步骤摘要】
具有多熔体区的坩埚


[0001]本技术涉及硅晶体生长
，具体为一种具有多熔体区的坩埚。

技术介绍

[0002]连续直拉法(CCZ法)是一种在晶棒生长时不断地添加硅原料以保持硅熔汤量不变，使整个长晶制程处于稳定状态的单晶硅生长工艺。CCZ法可以减少CCZ法电阻率轴向偏析的现象，也可以长出较长的晶棒以增加产量。CCZ法的单晶炉上装有储存颗粒硅原料的漏斗，并与一个振动给料器相连。CCZ法使用的坩埚为双层坩埚，颗粒硅通过加料器加入到外层坩埚内，石英挡板能够有效隔绝加料引起的熔液扰流，防止内层坩埚的拉制过程受到加料过程影响。
[0003]然而现有技术中，从硅料在外层坩埚加料熔化成熔汤后，从外坩埚流入内坩埚的过程中仍存在对内坩埚的涡流扰动、造成晶体生长液面不稳定的问题，并且，坩埚内熔汤的温度必须被维持在足够高的温度以防止熔汤过早凝固，因此有必要增加坩埚内熔汤的热传递以维持熔体的温度。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的技术不足，本技术的目的是提供一种具有多熔体区的坩埚，以解决
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0006]本技术提供一种具有多熔体区的坩埚，包括：
[0007]第一坩埚，包括：第一侧壁、第一底壁；
[0008]第二坩埚，设置于所述第一坩埚内，且与所述第一坩埚的轴线重合，所述第二坩埚包括：第二侧壁、第二底壁，所述第二侧壁和所述第二底壁限定形成晶体生长区，所述第二底壁沿径向方向向外延伸与所述第一侧壁相接，所述第二侧壁的外侧与第二底壁之间沿所述第二坩埚的周向设有隔离壁；
[0009]所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述第二底壁以及所述隔离壁限定形成加料区，所述第二底壁、所述第一侧壁和所述第一底壁限定形成第一熔体区，所述第二底壁、所述隔离壁和所述第二侧壁限定形成第二熔体区；
[0010]所述第二底壁上开设有连通所述加料区和所述第一熔体区的第一过孔，以及连通所述第一熔体区和所述第二熔体区的第二过孔，所述第二侧壁开设有连通所述第二熔体区和所述晶体生长区的第三过孔。
[0011]进一步地，所述第一侧壁包括从上到下一体成型的第一直筒段、第一倒角段；所述第二侧壁包括从上到下一体成型的第二直筒段、第二倒角段和支撑段，所述支撑段与所述第二底壁连接。
[0012]进一步地，所述第二过孔和所述第三过孔均为一个，在经过所述第一坩埚轴线的剖切面上，所述第三过孔与所述第二过孔分别设置在所述第一坩埚轴线的两侧。
[0013]进一步地，所述第二过孔和所述第三过孔均为多个，多个第二过孔沿所述第二底壁周向均匀设置，多个所述第三过孔沿所述支撑段周向均匀设置，且所述第三过孔和所述第二过孔交错设置。
[0014]进一步地，所述支撑段呈孔径从上到下逐渐减小的筒状结构，所述第二直筒段与所述支撑段通过第二倒角段连接。
[0015]进一步地，所述隔离壁的上端与所述第二倒角段连接，在从下到上的方向上，所述隔离壁向所述第二坩埚轴线方向倾斜，以使所述隔离壁和所述支撑段形成对所述第二坩埚的支撑。
[0016]进一步地，在所述第二坩埚轴线方向上，所述隔离壁的上端连接于所述第二倒角段的中心位置。
[0017]进一步地，在所述第一坩埚轴线方向上，所述第二底壁连接于所述第一倒角段的中心位置。
[0018]进一步地，所述第一底壁和所述第二底壁均呈向外凸起的弧状结构。
[0019]进一步地，在从下至上的方向上，所述第二过孔朝向所述隔离壁一侧倾斜设置；
[0020]在第二侧壁向所述第二坩埚轴线的方向上，所述第三过孔倾斜向下设置。
[0021]本技术的有益效果在于：
[0022](1)本技术的坩埚，包括第一坩埚、第二坩埚和隔离壁，三者限定出晶体生长区、加料区、第一熔体区和第二熔体区，本技术的坩埚利用连通器原理，硅料加入至加料区后，在大气压力的作用下，硅料和部分熔汤通过第一过孔落入第一熔体区中，在第一熔体区化料成熔汤。熔汤通过第二过孔由第一熔体区进入第二熔体区，再通过第三过孔进入第二坩埚的晶体生长区进行生长晶棒。由于第一熔体区熔汤需要通过第二熔体区才能流至晶体生长区，第二熔体区可以适于构造成“熔融区”，使得熔汤具有足够的受热时间，且便于熔化后形成的熔汤提供足够的混合空间，从而有利于提升晶体生长区内熔汤的均匀性，同时还可以防止未完全熔化的硅材料直接进入晶体生长区造成杂质，便于生产出较高品质的晶棒。而且，通过设置第二熔体区以将晶体生长区与第一熔体区隔开，可以避免加料过程中液面受到扰动，有利于保证加料过程中液面的稳定性，便于实现晶棒稳定生长，保证生产稳定。
[0023](2)第二侧壁包括从上到下一体成型的第二直筒段、第二倒角段和支撑段，支撑段呈孔径从上到下逐渐减小的筒状结构，支撑段顶部孔径小于第二直筒段的孔径，第二直筒段的设置，预留给晶棒足够的生长空间，第二倒角段和支撑段的设置，预留给第二熔体区空间较多，同时增大了第二侧壁下部与第二熔体区的接触面积，使得第二熔体区与晶体生长区内熔汤温度更为接近，有利于维持熔汤的温度，有利于晶棒生长。
[0024](2)本技术中隔离壁和支撑段形成对第二坩埚的支撑。同时，隔离壁的上端连接于第二倒角段的中心位置，设置在此处，隔离壁对第二倒角段支撑效果最好，防止第二坩埚的第二倒角段在高温环境下开裂。同时，第二坩埚底壁连接于外倒角段的中心位置，第二底壁可以对第一倒角段形成内支撑，防止第一坩埚的第一倒角段在高温环境下开裂。
[0025](3)本技术第二过孔在从下至上的方向上，朝向隔离壁一侧倾斜设置，第三过孔在从外到内的方向上，向下倾斜，并且熔汤从第二过孔进入到第二熔体区的熔汤流动至晶体生长区需要流经较长路径，可以防止熔汤快速流动易引起液面振动，有利于保证液面
的稳定性。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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他的附图。
[0027]图1为本技术实施例提供的一种具有多熔体区的坩埚的结构示意图；
[0028]图2为本技术中第二坩埚的剖视图；
[0029]图3为本技术中第一坩埚的剖视图；
[0030]图4为第一过孔、第二过孔和第三过孔均为一个时，本技术实施例提供的一种具有多熔体区的坩埚的俯视图；
[0031]图5为第一过孔、第二过孔和第三过孔为多个时，本技术实施例提供的一种具有多熔体区的坩埚的俯视图。
[0032]附图标记说明：
[0033]第一坩埚10、第二坩埚20、隔离壁30；
[0034]加料区1、第一熔体区2、第二熔体区3、晶体生长区4；
[0035]第一侧壁11、第一底壁12、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多熔体区的坩埚，其特征在于，包括第一坩埚，包括：第一侧壁、第一底壁；第二坩埚，设置于所述第一坩埚内，且与所述第一坩埚的轴线重合，所述第二坩埚包括：第二侧壁、第二底壁，所述第二侧壁和所述第二底壁限定形成晶体生长区，所述第二底壁沿径向方向向外延伸与所述第一侧壁相接，所述第二侧壁的外侧与第二底壁之间沿所述第二坩埚的周向设有隔离壁；所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述第二底壁以及所述隔离壁限定形成加料区，所述第二底壁、所述第一侧壁和所述第一底壁限定形成第一熔体区，所述第二底壁、所述隔离壁和所述第二侧壁限定形成第二熔体区；所述第二底壁上开设有连通所述加料区和所述第一熔体区的第一过孔，以及连通所述第一熔体区和所述第二熔体区的第二过孔，所述第二侧壁开设有连通所述第二熔体区和所述晶体生长区的第三过孔。2.根据权利要求1所述的具有多熔体区的坩埚，其特征在于，所述第一侧壁包括从上到下一体成型的第一直筒段、第一倒角段；所述第二侧壁包括从上到下一体成型的第二直筒段、第二倒角段和支撑段，所述支撑段与所述第二底壁连接。3.根据权利要求2所述的具有多熔体区的坩埚，其特征在于，所述第二过孔和所述第三过孔均为一个，在经过所述第一坩埚轴线的剖切面上，所述第三过孔与所述第二过孔分别设置在所述第一坩埚轴线的两侧。4.根据权利要求2所述的具有多熔体区的坩埚，其特征在于，所述第二过孔和所述第三过孔均为多个，多个第二过孔沿所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田野，陈俊宏，
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：