一种单晶炉热场及单晶炉制造技术

本申请提供了一种单晶炉热场及单晶炉，其中，单晶炉热场包括加热器及坩埚，所述加热器绕所述坩埚设置于单晶炉的炉体内，且所述加热器的上沿与所述坩埚的上沿之间的第一高度差为

【技术实现步骤摘要】
一种单晶炉热场及单晶炉


[0001]本申请涉及晶体硅制造设备
，特别是涉及一种单晶炉热场及单晶炉。

技术介绍

[0002]当前，单晶硅棒一般通过单晶炉直拉生长获得。
[0003]在单晶生长中，单晶炉内加热器的结构与单晶品质密切相关。但是，现有基于坩埚高度以及发热区与坩埚高度之间的比例关系设计的主加热器，容易在调温
‑
等径过程中裸露在坩埚熔体液面的上表面，不仅对坩埚壁造成了高温腐蚀，加速坩埚软化塌边，还造成不必要的热量损失。

技术实现思路

[0004]本申请所要解决的技术问题是提供一种单晶炉热场及单晶炉，以解决现有单晶生长过程所使用的单晶炉热场，可以有效减少加热器对坩埚壁的腐蚀，从而有效减少坩埚壁与熔硅的反应，可以达到降低氧含量的效果；
[0005]为了解决上述问题，本申请是通过如下技术方案实现的：
[0006]本申请提出了一种单晶炉热场，其中，包括加热器及坩埚，所述加热器绕所述坩埚设置于单晶炉的炉体内，且所述加热器的上沿与所述坩埚的上沿之间的第一高度差为
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110mm～90mm。
[0007]本申请还提出了另一种单晶炉热场，其中，包括加热器及坩埚，所述加热器绕所述坩埚设置于单晶炉的炉体内，且所述加热器的上沿与所述坩埚的初始熔体液面位之间的第二高度差为
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90mm～110mm，其中，所述初始熔体液面位为调温初始时所述坩埚内熔硅液面所在水平位置。
[0008]可选地，所述的单晶炉热场中，所述第二高度差为
>‑
90mm～0mm。
[0009]可选地，所述的单晶炉热场中，在调温初始时，所述加热器的上沿高于所述坩埚的底部。
[0010]可选地，所述的单晶炉热场中，调温初始时所述加热器的上沿与所述坩埚的底部之间的第三高度差为540mm～940mm。
[0011]可选地，所述的单晶炉热场中，所述加热器的总高度为650～850mm。
[0012]可选地，所述的单晶炉热场中，所述加热器包括发热区和电极脚板，所述加热器的发热区高度为150～300mm，所述加热器的电极脚板高度为450～600mm。
[0013]可选地，所述单晶炉热场用于生长P型单晶，且所述发热区高度为110～300mm；
[0014]或者所述单晶炉热场用于生长N型单晶时，且所述发热区高度为200～240mm。
[0015]可选地，所述的单晶炉热场中，所述发热区的电阻为35mΩ～40mΩ。
[0016]可选地，所述的单晶炉热场中，所述发热区包括多个发热瓣，各所述发热瓣的厚度为15～30mm；
[0017]所述电极脚板的厚度为25～40mm，且所述电极脚板的横截面宽度为70～95mm。
[0018]本申请还提出了一种单晶炉，其中，包括如上述的单晶炉热场。
[0019]与现有技术相比，本申请包括以下优点：
[0020]本申请中的单晶炉热场，包括加热器及坩埚，该加热器绕坩埚设置于单晶炉的炉体内，且加热器的上沿与坩埚的上沿之间的第一高度差为
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110mm～90mm，或者加热器的上沿与初始熔体液面位之间的第二高度差为
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90mm～110mm，其中，初始熔体液面位为调温初始时坩埚内熔硅液面所在水平位置。基于现有单晶炉体，缩短加热器的发热区高度至加热器上沿与坩埚上沿之间高度差在
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110mm～90mm，或者至加热器上沿与初始熔体液面位之间的高度差在
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90mm～110mm，能够有效减小加热器在调温
‑
等径过程中在坩埚内熔体液面上表面的裸露部分，从而缓解加热器对坩埚的腐蚀，降低氧含量，提升拉晶速率，同时减小热量损失，有利于节约生产成本。
[0021]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0022]图1是本申请实施例所提供的单晶炉热场结构示意图；
[0023]图2是本申请实施例所提供的单晶炉热场与现有技术单晶炉热场所生长晶棒的氧含量对比图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0025]应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
[0026]单晶炉用加热器主要是通过电阻通电发热的方式产生热量，并利用坩埚传导实现对坩埚内的硅料加热，进而生成用于生长单晶硅的硅液。现有技术中，基于加热器发热区与坩埚高度之间满足特定的比例关系设计加热器高度，因而需要根据坩埚高度尺寸设计不同高度的加热器，且上述加热器高于坩埚，这就使得上述加热器在调温
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等径过程中有较大一部分是裸露在坩埚内熔体液面的上表面，不仅容易对坩埚壁造成高温腐蚀，导致加速坩埚软化塌边，还对热屏及熔硅液面形成高温辐射，影响拉速的提高，且造成不必要的热量损失，增大了热场成本。
[0027]针对上述问题，本申请实施例提供的一种单晶炉热场10，如图1所示，包括加热器11及坩埚12，该加热器11绕坩埚12设置于单晶炉100的炉体21内，且加热器11的上沿与坩埚12的上沿之间的第一高度差为
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110mm～90mm。
[0028]因为随着拉晶过程的进行，坩埚12内熔硅不断减少，使得熔体液面相对坩埚12不断下降，而为了保持熔体液面相对炉体21不变，坩埚12会逐渐上升，坩埚12上端与熔体液面
之间的部分逐渐裸露，加热器11会对坩埚12裸露的部分形成烘烤，对坩埚12进行高温腐蚀；同时，在下一根拉晶之前进行熔料时，熔体会与腐蚀的坩埚12表面接触，加剧坩埚12与熔体的反应，释放更多的氧进入熔体中，增加氧含量。
[0029]而本申请实施例提供的单晶炉热场10，加热器11及坩埚12均设置于单晶炉100的炉体21内，加热器11环绕坩埚12设置，且与现有技术相比，将加热器11的高度缩短至加热器11上沿与坩埚12上沿之间的第一高度差为
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110mm～90mm，使得坩埚12在调温
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等径过程中因为熔体减少导致裸露的部分坩埚12壁，不会长时间、大面积被加热器11高温腐蚀，也就能够有效延缓坩埚12软化塌边的情况；同时，因为拉晶过程中熔体的熔体液面高度相对热屏14变动较小，在加热器11高度降低后，加热器11裸露在熔硅液面上方的面积得以减少，减缓了对热屏14的高温辐射，能够有效提升拉晶速率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉热场，其特征在于，包括加热器及坩埚，所述加热器绕所述坩埚设置于单晶炉的炉体内，且所述加热器的上沿与所述坩埚的上沿之间的第一高度差为
‑
110mm～90mm。2.一种单晶炉热场，其特征在于，包括加热器及坩埚，所述加热器绕所述坩埚设置于单晶炉的炉体内，且所述加热器的上沿与所述坩埚的初始熔体液面位之间的第二高度差为
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90mm～110mm，其中，所述初始熔体液面位为调温初始时所述坩埚内熔硅液面所在水平位置。3.根据权利要求2所述的单晶炉热场，其特征在于，所述第二高度差为
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90mm～0mm。4.根据权利要求1或2所述的单晶炉热场，其特征在于，在调温初始时，所述加热器的上沿高于所述坩埚的底部。5.根据权利要求4所述的单晶炉热场，其特征在于，调温初始时所述加热器的上沿与所述坩埚的底部之间的第三高度差为540mm～940mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莎莎，成路，张朝光，马少林，文永飞，丁彪，程磊，高攀红，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：