基板、拉晶炉及其工作方法技术

本发明专利技术提供了一种基板、拉晶炉及其工作方法，属于半导体制造技术领域。基板的制作方法，包括：制备具有超晶格结构的纳米片；对纳米片进行研磨，得到纳米粉体；将纳米粉体与纳米片在去离子水或乙醇中混合，在槽深不大于5厘米的容纳槽中进行沉降，形成织构结构；对织构结构进行烧结成型后得到基板。拉晶炉包括：炉体；设置在炉体内壁上的冷却结构；位于炉体内部不同位置的多个热电单元，热电单元的第一端与冷却结构连接，热电单元的第二端朝向炉体内部，热电单元能够在第一端与第二端之间存在温度差时产生电信号，且电信号的大小与温度差的大小成正比。本发明专利技术的技术方案能够获取拉晶炉内高精度的温度分布。高精度的温度分布。高精度的温度分布。

【技术实现步骤摘要】
基板、拉晶炉及其工作方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种基板、拉晶炉及其工作方法。

技术介绍

[0002]拉晶炉是用于生产单晶硅棒的设备，拉晶炉的热场设计直接影响到单晶硅棒的温度分布和温度梯度，进而影响到单晶硅棒的质量和产量。如果热场设计不合理，可能会导致单晶硅棒出现晶界、晶粒等缺陷，从而影响其质量；热场设计还会影响到拉晶炉的产量：如果热场设计不合理，可能会导致单晶硅棒的生长速度过慢或者不均匀，从而影响到产量；热场设计还会影响到拉晶炉的能源消耗：如果热场设计不合理，会导致能源的浪费，从而增加生产成本。
[0003]目前的拉晶炉中，仅在炉体顶端安装单个温度传感器，当热场工作时，单个温度传感器无法获得炉内高精度的温度分布，且单个温度传感器抗损坏风险能力极低，如果无法获得炉内高精度的温度分布，就无法对拉晶炉的热场进行合理设计。

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基板、拉晶炉及其工作方法，能够获取拉晶炉内高精度的温度分布。
[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]一种基板的制作方法，包括：
[0007]制备具有超晶格结构的纳米片；
[0008]对所述纳米片进行研磨，得到纳米粉体；
[0009]将所述纳米粉体与所述纳米片在去离子水或乙醇中混合，在槽深不大于5厘米的容纳槽中进行沉降，形成织构结构；
[0010]对所述织构结构进行烧结成型后得到基板。
[0011]一些实施例中，所述制备具有超晶格结构的纳米片包括：
[0012]将氧化锶粉体和氧化钛粉体混合后进行研磨，将研磨后的混合粉体利用熔盐法烧结得到块体；
[0013]对所述块体进行粉碎，去除其中盐分，得到烧结粉体；
[0014]从所述烧结粉体中分离出具有超晶格结构的纳米片。
[0015]一些实施例中，所述氧化锶粉体和所述氧化钛粉体的重量百分比为0.8：1～1.8：1。
[0016]本专利技术实施例还提供了一种拉晶炉，包括：
[0017]炉体；
[0018]设置在所述炉体内壁上的冷却结构；
[0019]位于所述炉体内部不同位置的多个热电单元，所述热电单元的第一端与所述冷却结构接触，所述热电单元的第二端朝向所述炉体内部，所述热电单元能够在所述第一端与
所述第二端之间存在温度差时产生电信号，且电信号的大小与所述温度差的大小成正比；
[0020]其中，所述热电单元包括相对设置的两个热电基板和位于所述两个热电基板之间的热电部件，所述热电部件的两端分别与所述两个热电基板连接，所述热电基板采用如上所述的基板的制作方法制作得到。
[0021]一些实施例中，所述热电部件包括多个串联的P型热电半导体和N型热电半导体，所述P型热电半导体和所述N型热电半导体间隔设置。
[0022]一些实施例中，相邻的所述P型热电半导体和N型热电半导体之间通过导电的连接部连接，所述连接部与所述P型热电半导体和所述N型热电半导体的功函数差异为0.01ev～5ev。
[0023]一些实施例中，在向所述热电单元通入电信号后，所述热电单元的第二端放热或者吸热。
[0024]一些实施例中，所述多个热电单元并联。
[0025]一些实施例中，所述热电单元的数量为2～100个。
[0026]本专利技术实施例还提供了一种拉晶炉的工作方法，应用于如上所述的拉晶炉，所述工作方法包括：
[0027]根据所述冷却结构的温度确定所述热电单元的第一端的温度；
[0028]根据所述热电单元的电信号确定所述第一端与所述第二端之间的温度差值；
[0029]根据所述温度差值和所述第一端的温度确定所述热电单元的第二端的温度。
[0030]一些实施例中，所述根据所述温度差值和所述第一端的温度确定所述热电单元的第二端的温度之后，所述方法还包括：
[0031]确定所述炉体内目标区域的目标温度；
[0032]根据所述目标区域附近的热电单元的第二端的温度确定所述目标区域的实际温度；
[0033]根据所述目标温度和所述实际温度的温度差值向所述目标区域附近的热电单元通入电信号，使得所述热电单元放热或吸热，以使得所述目标区域的实际温度与所述目标温度一致。
[0034]一些实施例中，所述方法还包括：
[0035]获取利用所述拉晶炉制备的单晶硅棒的质量信息；
[0036]根据所述质量信息生成所述炉体内的气流控制策略；
[0037]根据所述气流控制策略向所述热电单元通入电信号，使得所述热电单元放热或吸热，在多个所述热电单元之间形成温度梯度。
[0038]本专利技术的有益效果是：
[0039]本实施例中，在拉晶炉的炉体内不同位置设置多个热电单元，热电单元的第一端与冷却结构接触，这样可以根据冷却结构的温度确定热电单元第一端的温度；热电单元能够在第一端与第二端之间存在温度差时产生电信号，且电信号的大小与温度差的大小成正比，这样可以根据热电单元的电信号确定第一端与第二端之间的温度差，根据温度差和第一端的温度可以确定第二端的温度，从而可以对拉晶炉内部不同位置的温度进行监控，获取拉晶炉内高精度的温度分布。根据该温度分布可以对拉晶炉内的热场进行优化，提高单晶硅棒的质量和产量。
附图说明
[0040]图1表示本专利技术实施例热电单元的结构示意图；
[0041]图2和图3表示本专利技术实施例拉晶炉的结构示意图；
[0042]图4表示本专利技术实施例拉晶炉的工作方法的流程示意图。
[0043]附图标记
[0044]01 热电基板
[0045]02 P型热电半导体
[0046]03 N型热电半导体
[0047]04 连接部
[0048]1 外壳
[0049]2 热电单元
[0050]3 加热器
[0051]4 坩埚
[0052]5 熔体
[0053]6 单晶硅棒
[0054]7 隔热层
[0055]8 冷却结构
[0056]9 提拉结构
[0057]10 惰性气体气流流向
[0058]11 气流挡板
具体实施方式
[0059]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。
[0060]目前的拉晶炉热场设计，存在两点重要缺陷。一方面，基于成本的考量，传统的热场设计只会在炉体顶端安装单个温度传感器，当热场工作时，单个传感器无法获得炉内高精度的温度分布图，且单个温度传感器抗损坏风险能力极低；另一方面，由于拉晶炉内部空间较大，加热的熔体很多，势必导致熔体中心和边本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基板的制作方法，其特征在于，包括：制备具有超晶格结构的纳米片；对所述纳米片进行研磨，得到纳米粉体；将所述纳米粉体与所述纳米片在去离子水或乙醇中混合，在槽深不大于5厘米的容纳槽中进行沉降，形成织构结构；对所述织构结构进行烧结成型后得到基板。2.根据权利要求1所述的基板的制作方法，其特征在于，所述制备具有超晶格结构的纳米片包括：将氧化锶粉体和氧化钛粉体混合后进行研磨，将研磨后的混合粉体利用熔盐法烧结得到块体；对所述块体进行粉碎，去除其中盐分，得到烧结粉体；从所述烧结粉体中分离出具有超晶格结构的纳米片。3.根据权利要求2所述的基板的制作方法，其特征在于，所述氧化锶粉体和所述氧化钛粉体的重量百分比为0.8：1～1.8：1。4.一种拉晶炉，其特征在于，包括：炉体；设置在所述炉体内壁上的冷却结构；位于所述炉体内部不同位置的多个热电单元，所述热电单元的第一端与所述冷却结构接触，所述热电单元的第二端朝向所述炉体内部，所述热电单元能够在所述第一端与所述第二端之间存在温度差时产生电信号，且电信号的大小与所述温度差的大小成正比；其中，所述热电单元包括相对设置的两个热电基板和位于所述两个热电基板之间的热电部件，所述热电部件的两端分别与所述两个热电基板连接，所述热电基板采用如权利要求1
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3中任一项所述的基板的制作方法制作得到。5.根据权利要求4所述的拉晶炉，其特征在于，所述热电部件包括多个串联的P型热电半导体和N型热电半导体，所述P型热电半导体和所述N型热电半导体间隔设置。6.根据权利要求5所述的拉晶炉，其特征在于，相邻的所述P型热电半导体和N型热电半导体...

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