一种提高重掺锑硅单晶氧含量的石英环制造技术

本实用新型专利技术涉及硅单晶技术领域，具体的说是一种提高重掺锑硅单晶氧含量的石英环。包括防浮骨架，在防浮骨架上固定石英，石英包裹防浮骨架构成石英环体。上述结构，在使用的时候，由于增加了防浮骨架，配合密度比较大的物质，比如铜和钼，这样就有了明显的抗浮能力，在使用的时候能保证石英环体一直处于坩埚底部，环体部分采用了梯形结构，不仅增加了石英环体与硅溶液的接触面积，而且外环壁的锥面能有效的导流，减小流体向上的力的影响，内环壁则增加桂硅溶液对石英环体底部的压力，配合增溶孔，不仅增加了石英环体与硅溶液的接触面积，而且保证了石英环体稳定的置于坩埚底部不受浮力以及硅溶液流动影响。以及硅溶液流动影响。以及硅溶液流动影响。

【技术实现步骤摘要】
一种提高重掺锑硅单晶氧含量的石英环


[0001]本技术涉及硅单晶
，具体的说是一种提高重掺锑硅单晶氧含量的石英环。

技术介绍

[0002]众所周知，重掺锑硅单晶的氧含量要比常规其它单晶低40％左右，一方面，硅中氧在器件热过程中被用来吸除硅片表面重金属杂质(即：内吸杂)；另一方面，硅中间隙氧形成的热能也会影响硅片电阻率及其均匀性，而且晶体中的氧行为与微缺陷有着密切的关系，硅表面的微缺陷在器件热氧化过程中形成的氧化堆垛层错会直接影响器件的成品率，所以硅单晶中氧含量的过高或过低都会影响器件的性能。
[0003]专利技术专利(US4545849)公开了一种增加硅熔液与石英接触面积的方法，设计了一种石英环，放入石英坩埚底部，达到增加硅熔液与石英接触面积的目的，专利(2019101190383)一种提高重掺锑硅单晶氧含量的生产工艺及其生产设备，也公开了在石英坩埚底部放入石英环的技术，但是这种石英环还是存在缺陷，就是石英的密度和石英坩埚内的硅溶液密度是差不多的，因此在具体使用的时候经常会浮起，尤其在整个拉晶的过程中是伴随着高温和液体流动的，因此实际使用的时候，在浮力作用下，石英环会浮起和无序移动，导致不能长晶。

技术实现思路

[0004]为了弥补以上不足，本技术提供了一种提高重掺锑硅单晶氧含量的石英环，以解决上述
技术介绍
中的问题。
[0005]本技术的技术方案是：一种提高重掺锑硅单晶氧含量的石英环，包括石英环体，其特征在于包括防浮骨架，在防浮骨架上固定石英，石英包裹防浮骨架构成石英环体。
[0006]优选的，所述的石英环体内设有一空腔，空腔内填充铜或钼颗粒构成防浮骨架。
[0007]优选的，所述的防浮骨架为一空心圆环，空心部分填充铜或钼颗粒。
[0008]优选的，所述的石英环的顶部的环体宽度小于底部的宽度，顶部外缘与底部外缘之间形成外环壁，外环壁呈锥形。
[0009]优选的，顶部内缘与底部内缘之间形成内环壁，内环壁呈倒锥形。
[0010]优选的，在石英环体上设有增溶孔，增溶孔贯穿石英环体。
[0011]上述结构，在使用的时候，由于增加了防浮骨架，配合密度比较大的物质，比如铜和钼，这样就有了明显的抗浮能力，在使用的时候能保证石英环体一直处于坩埚底部，环体部分采用了梯形结构，不仅增加了石英环体与硅溶液的接触面积，而且外环壁的锥面能有效的导流，减小流体向上的力的影响，内环壁则增加桂硅溶液对石英环体底部的压力，配合增溶孔，不仅增加了石英环体与硅溶液的接触面积，而且保证了石英环体稳定的置于坩埚底部不受浮力以及硅溶液流动影响。
附图说明
[0012]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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本技术的结构示意图一；
[0014]图2为本技术的结构示意图二。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和具体实施例进一步说明本技术。
[0016]参考图1
‑
2可知，本技术一种提高重掺锑硅单晶氧含量的石英环，包括石英环体1，还包括防浮骨架2，在防浮骨架2上固定石英，石英包裹防浮骨架构2成石英环体1，所述的防浮骨架2为一空心圆环，空心部分填充铜或钼颗粒，本实施例中是采用这种结构的，当然石英环体设置成中空，其内填充铜或钼颗粒也可以，但是考虑石英体破裂或者逐渐消耗会变得脆弱的原因，采用了一个环形的骨架，防浮骨架2的材质，可以采用对拉晶没有影响的任意材料，所述的石英环的顶部的环体宽度小于底部的宽度，顶部外缘与底部外缘之间形成外环壁，外环壁呈锥形，顶部内缘与底部内缘之间形成内环壁，内环壁呈倒锥形，在石英环体上设有增溶孔3，增溶孔3贯穿石英环体1。
[0017]本实施例需要说明的是，氧在直拉单晶硅生长时，由石英坩埚壁传输到固液界面而进入晶棒中,传输途径分为以下四个步骤:
[0018](1)石英坩埚壁与硅熔液之间的溶解反应:
[0019]SiO2(s)＝Si(l)+2O
[0020](2)由石英坩埚壁产生的氧原子，受到自然对流的搅拌作用，而均匀分布于硅熔液内。
[0021](3)随着对流运动而传输到硅熔液液面的氧原子，会以SiO的形态挥发掉。由于在硅的熔点温度时SiO的蒸气压很低，超过99％的氧会挥发掉。
[0022]Si(l)+O＝SiO(g)
[0023](4)在固液界面前端扩散边界层的氧原子，因为偏析现象进入晶棒。
[0024]因此，硅熔液与石英的接触面积是影响氧含量的首要因素，接触面积大，石英熔解越多，进入硅熔液中的氧越多。而一旦石英环被流体冲起，或者浮起，基本就失去了增氧效果了。
[0025]以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征及本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下，本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高重掺锑硅单晶氧含量的石英环，包括石英环体，其特征在于：包括防浮骨架，在防浮骨架上固定石英，石英包裹防浮骨架构成石英环体。2.按照权利要求1所述的提高重掺锑硅单晶氧含量的石英环，其特征在于：所述的石英环体内设有一空腔，空腔内填充铜或钼颗粒构成防浮骨架。3.按照权利要求1所述的提高重掺锑硅单晶氧含量的石英环，其特征在于：所述的防浮骨架为一空心圆环，空心部分填充铜或钼颗粒。4.按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘金平，肖世豪，张立安，吴雄杰，沈益军，饶伟星，苏文霞，白超，王志雄，陈伯弘，
申请(专利权)人：浙江海纳半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：