单晶炉装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种单晶炉装置，属于半导体制造技术领域。其中，单晶炉装置，包括：拉晶炉；所述拉晶炉内设置有坩埚轴，所述坩埚轴的上端设置有坩埚托盘，所述坩埚轴的下端穿出所述拉晶炉的底部，所述坩埚托盘内设置有石墨坩埚，所述石墨坩埚内设置有石英坩埚，所述石英坩埚内用于放置多晶硅料；所述拉晶炉下部设置有排气管道，用于排出所述拉晶炉内单晶硅生长产生的尾气；尾气反应室，与所述排气管道连通，用于容纳所述排气管道传送的尾气，并对所述尾气进行处理，去除所述尾气中的磷化物。本发明专利技术的技术方案能够对拉晶炉排放的尾气进行处理。术方案能够对拉晶炉排放的尾气进行处理。术方案能够对拉晶炉排放的尾气进行处理。

【技术实现步骤摘要】
单晶炉装置


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种单晶炉装置。

技术介绍

[0002]单晶硅作为一种半导体材料，一般用于制造集成电路和其他电子元件，目前单晶硅的生长技术有两种：区熔法和直拉法，其中直拉法是目前普遍采用的方法。在直拉法制造单晶硅时，要将多晶料置于石英坩埚中，经过高温加热使其熔化，然后籽晶由顶部降下至熔化的多晶硅中，通过控制液面的温度，使熔化的多晶硅在籽晶周围重新结晶，生成排列整齐的单晶硅棒。
[0003]相关技术中，在制备N
+
晶棒时，需要掺杂高纯红磷，在拉制N
+
晶棒时，由于红磷具有很强的挥发性，通常掺入的红磷有约50％以氧化物的形式挥发掉，在惰性气体的吹扫下磷化物(通常为氧化磷和磷化氢)会通过排气管排出拉晶炉，该尾气具有很强的毒性且化学性质不稳定，需要进行相应的尾气处理才能排放。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种单晶炉装置，能够对拉晶炉排放的尾气进行处理。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：
[0006]一种单晶炉装置，包括：
[0007]拉晶炉；
[0008]所述拉晶炉内设置有坩埚轴，所述坩埚轴的上端设置有坩埚托盘，所述坩埚轴的下端穿出所述拉晶炉的底部，所述坩埚托盘内设置有石墨坩埚，所述石墨坩埚内设置有石英坩埚，所述石英坩埚内用于放置多晶硅料；
[0009]所述拉晶炉下部设置有排气管道，用于排出所述拉晶炉内单晶硅生长产生的尾气；
[0010]尾气反应室，与所述排气管道连通，用于容纳所述排气管道传送的尾气，并对所述尾气进行处理，去除所述尾气中的磷化物。
[0011]一些实施例中，所述尾气反应室包括：
[0012]过滤室，用于对所述尾气进行过滤，分离出所述尾气中的磷化物和惰性气体，并容纳过滤后的惰性气体；
[0013]反应室，位于所述过滤室下方，用于通入含氧空气，与所述磷化物进行燃烧反应。
[0014]一些实施例中，所述过滤室包括：
[0015]第一容器，用于容纳过滤后的惰性气体；
[0016]设置在所述第一容器的进口处的过滤网，用于过滤出所述尾气中的磷化物。
[0017]一些实施例中，所述尾气的流动方向上，所述过滤网的过滤孔隙的直径逐渐变小。
[0018]一些实施例中，所述单晶炉装置还包括：
[0019]设置在所述尾气反应室的重量传感器，用于检测所述尾气反应室内容纳的磷化物的重量，并生成重量数据；
[0020]控制单元，与所述重量传感器连接，用于接收所述重量数据，并在所述重量数据大于设定值时，控制所述尾气反应室以预设频率振动。
[0021]一些实施例中，所述单晶炉装置还包括：
[0022]设置在所述反应室的单向阀；
[0023]所述控制单元还用于在所述重量数据大于设定值时，控制所述单向阀打开，使得含氧空气进入所述反应室，与所述磷化物进行燃烧反应。
[0024]一些实施例中，所述控制单元用于根据所述重量数据控制所述单向阀的阀门开合度，所述单向阀的阀门开合度与所述重量数据成正比。
[0025]一些实施例中，所述反应室的底座为多孔结构，所述单晶炉装置还包括：
[0026]设置在所述反应室的沿竖直方向下方的水槽；
[0027]所述控制单元还用于在燃烧完成后，控制所述反应室的底座浸入所述水槽。
[0028]一些实施例中，所述单晶炉装置还包括：
[0029]真空泵，所述真空泵的第一端与所述过滤室的出口连通，用于抽取所述过滤室的出口排出的惰性气体；
[0030]与所述真空泵的第二端连通的惰性气体回收结构，用于存储所述真空泵抽取的惰性气体。
[0031]一些实施例中，所述惰性气体回收结构包括：
[0032]次氯酸钠溶液容纳槽，所述真空泵的第二端伸入所述次氯酸钠溶液容纳槽容纳的次氯酸钠溶液中，用于与所述惰性气体中残留的磷化物发生反应生成磷酸盐。
[0033]本专利技术的有益效果是：
[0034]本实施例中，拉晶炉下部设置有排气管道，用于排出单晶硅生长产生的尾气，避免尾气影响单晶硅的生长；另外，尾气反应室与排气管道连通，能够对尾气进行处理，去除尾气中的磷化物，避免有毒的磷化物危害环境。
附图说明
[0035]图1表示本专利技术实施例单晶炉装置的结构示意图。
[0036]附图标记
[0037]1 拉晶炉
[0038]2 坩埚装置
[0039]3 排气管道
[0040]4 反应室
[0041]5反应室的底座
[0042]6 水槽
[0043]7 过滤网
[0044]8 单向阀
[0045]9 惰性气体回收结构
[0046]10次氯酸钠溶液
[0047]11 真空泵的第二端
[0048]12 次氯酸钠溶液容纳槽
具体实施方式
[0049]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0050]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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装置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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0051]拉晶炉拉制的晶棒主要有两种：N
‑
晶棒和N
+
晶棒，其中N
‑
晶棒的电阻为8
‑
30Ω/cm2，这种晶棒的掺杂通常以母合金的方式掺入，和P型晶棒的拉制相似，掺杂时直接将母合金片和硅料一起装入坩埚加热熔化，掺杂方式较为简单；但对于N
+
晶棒，由于需要掺入高纯红磷，而红磷具有很强的挥发性，因此一般在硅料熔化之后再掺杂。N
+
晶棒的电阻率为0.001
‑
0.002Ω/cm2，掺杂红磷重量为900
‑
1900
‑
g，硅投料量为400
‑
450kg。在拉制重掺晶棒时，由于红磷具有很强的挥发性，通常掺入的红磷有约50％以氧化物的形式挥发掉，在惰性气体的吹扫下磷化物(通常为氧化磷和磷化氢)会通过排气管排出拉晶炉，由于该尾气具有很强的毒性且化学性质不稳定，需要进行相应的尾气处理才能排放。
[0052]本专利技术提供一种单晶炉装置，用于制备上述N
+...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉装置，其特征在于，包括：拉晶炉；所述拉晶炉内设置有坩埚轴，所述坩埚轴的上端设置有坩埚托盘，所述坩埚轴的下端穿出所述拉晶炉的底部，所述坩埚托盘内设置有石墨坩埚，所述石墨坩埚内设置有石英坩埚，所述石英坩埚内用于放置多晶硅料；所述拉晶炉下部设置有排气管道，用于排出所述拉晶炉内单晶硅生长产生的尾气；尾气反应室，与所述排气管道连通，用于容纳所述排气管道传送的尾气，并对所述尾气进行处理，去除所述尾气中的磷化物。2.根据权利要求1所述的单晶炉装置，其特征在于，所述尾气反应室包括：过滤室，用于对所述尾气进行过滤，分离出所述尾气中的磷化物和惰性气体，并容纳过滤后的惰性气体；反应室，位于所述过滤室下方，用于通入含氧空气，与所述磷化物进行燃烧反应。3.根据权利要求2所述的单晶炉装置，其特征在于，所述过滤室包括：第一容器，用于容纳过滤后的惰性气体；设置在所述第一容器的进口处的过滤网，用于过滤出所述尾气中的磷化物。4.根据权利要求3所述的单晶炉装置，其特征在于，所述尾气的流动方向上，所述过滤网的过滤孔隙的直径逐渐变小。5.根据权利要求2所述的单晶炉装置，其特征在于，所述单晶炉装置还包括：设置在所述尾气反应室的重量传感器，用于检测所述尾气反应室内容纳的磷化物的重量，并生成重量数据；控制单元，与所述重量传感器连接，用于接收所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文武，
申请(专利权)人：西安奕斯伟材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：