System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 单晶炉制造技术_技高网

单晶炉制造技术

技术编号:40660175 阅读:3 留言:0更新日期:2024-03-18 18:52
本发明专利技术涉及一种单晶炉,包括炉体和位于炉体内的坩埚组件,所述坩埚组件的上方设置有导流筒,所述导流筒的内部设置有晶棒提升区域,所述晶棒提升区域和所述导流筒之间设置有水冷套,所述水冷套呈筒状结构,所述水冷套包括外表面和内表面,在所述水冷套的径向方向上,所述外表面的截面形状为圆形,所述内表面的截面形状为椭圆形。在所述水冷套的径向方向上,所述水冷套的外表面的截面形状为圆形,所述水冷套的内表面的截面形状为椭圆形。在拉晶过程中,晶棒在旋转过程时将在椭圆形内周形成稳定对称的温度场,加快晶棒中热量辐射至水冷套并及时带走,提高了热交换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体产品制作,尤其涉及一种单晶炉


技术介绍

1、单晶硅是大多数半导体元器件的基底材料,其中绝大多数的单晶硅都是通过直拉法制成的。在该方法中,通过将固态的多晶硅硅料放置在坩埚内并对坩埚进行加热使其中的多晶硅料融化,在直拉单晶硅棒过程中,首先让籽晶和熔融硅接触,使固液界面处的熔融硅沿着籽晶冷却结晶,并通过缓慢拉出籽晶而生长,缩颈完成之后通过降低拉速和/或硅溶液温度来放大晶体生长直径直至达到目标直径;转肩之后,通过控制拉速和熔体温度使晶体生长进入“等径生长”阶段;最后,通过增大拉速和提高熔体温度使晶体生长面的直径逐步减小形成尾锥,直至最后晶体离开熔体表面,即完成了单晶硅棒的生长。

2、在拉晶过程中,对拉制出的晶棒的热量散发产生影响的热场是非常重要的,因为热场会对晶棒的温度梯度产生直接的影响,而晶棒的温度梯度是晶棒品质最为关键的决定性因素。

3、现有工艺中所有热场部件都为对称回转体结构,例如水冷套整体的径向截面为圆形,由于在每次热场组装过程中总是会存在偏心装配的情况,没办法完全对称装配,这在拉晶过程中很影响晶棒品质,会导致晶体中径向氧含量不均一。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本专利技术提供一种单晶炉,解决由于热场部件偏心组装,导致晶棒径向氧含量不均一的问题。

2、为了达到上述目的,本专利技术实施例采用的技术方案是:一种单晶炉,包括炉体和位于炉体内的坩埚组件,所述坩埚组件的上方设置有导流筒,所述导流筒的内部设置有晶棒提升区域,所述晶棒提升区域和所述导流筒之间设置有水冷套,所述水冷套呈筒状结构,所述水冷套包括外表面和内表面,在所述水冷套的径向方向上,所述外表面的截面形状为圆形,所述内表面的截面形状为椭圆形。

3、可选的,所述外表面设置有隔热涂层。

4、可选的,所述内表面设置有吸热涂层。

5、可选的,在所述水冷套的轴向方向上,沿着从所述水冷套的底端到顶端的方向,所述吸热涂层的厚度逐渐减小。

6、可选的,所述吸热涂层的厚度为200±25um。

7、可选的,所述水冷套的底部与所述导流筒之间的间隙为10-20mm。

8、可选的,所述导流筒的内表面设置有阶梯结构,使得所述导流筒的内径由所述导流筒的顶端到所述导流筒的底端逐渐减小。

9、可选的,所述导流筒的底端具有第一阶梯,所述第一阶梯的内表面的截面形状为椭圆形。

10、可选的,所述第一阶梯的内表面上,沿所述导流筒的周向方向间隔设置有多个缺口。

11、可选的,所述缺口在所述导流筒的径向方向上的截面形状为弧形。

12、可选的,所述导流筒的底部与所述坩埚组件内的硅熔液的液面之间的距离为50-80mm。

13、本专利技术的有益效果是:在所述水冷套的径向方向上,所述水冷套的外表面的截面形状为圆形,所述水冷套的内表面的截面形状为椭圆形。在拉晶过程中,晶棒在旋转过程时将在椭圆形内周形成稳定对称的温度场,加快晶棒中热量辐射至水冷套并及时带走,提高了热交换效率,有效抑制了晶棒中体微缺陷的迅速异常长大,使其保持在较小尺寸范围以内(19nm以下),提高了晶棒的整体品质。

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【技术保护点】

1.一种单晶炉,包括炉体和位于炉体内的坩埚组件,所述坩埚组件的上方设置有导流筒,所述导流筒的内部设置有晶棒提升区域,所述晶棒提升区域和所述导流筒之间设置有水冷套,其特征在于,所述水冷套呈筒状结构,所述水冷套包括外表面和内表面,在所述水冷套的径向方向上,所述外表面的截面形状为圆形,所述内表面的截面形状为椭圆形。

2.根据权利要求1所述的单晶炉,其特征在于,所述外表面设置有隔热涂层。

3.根据权利要求1所述的单晶炉,其特征在于,所述内表面设置有吸热涂层。

4.根据权利要求3所述的单晶炉,其特征在于,在所述水冷套的轴向方向上,沿着从所述水冷套的底端到顶端的方向,所述吸热涂层的厚度逐渐减小。

5.根据权利要求3所述的单晶炉,其特征在于,所述吸热涂层的厚度为200±25um。

6.根据权利要求1所述的单晶炉,其特征在于,所述水冷套的底部与所述导流筒之间的间隙为10-20mm。

7.根据权利要求1所述的单晶炉,其特征在于,所述导流筒的内表面设置有阶梯结构,使得所述导流筒的内径由所述导流筒的顶端到所述导流筒的底端逐渐减小。

8.根据权利要求7所述的单晶炉,其特征在于,所述导流筒的底端具有第一阶梯,所述第一阶梯的内表面的截面形状为椭圆形。

9.根据权利要求8所述的单晶炉,其特征在于,所述第一阶梯的内表面上,沿所述导流筒的周向方向间隔设置有多个缺口。

10.根据权利要求9所述的单晶炉,其特征在于,所述缺口在所述导流筒的径向方向上的截面形状为弧形。

11.根据权利要求1所述的单晶炉,其特征在于,所述导流筒的底部与所述坩埚组件内的硅熔液的液面之间的距离为50-80mm。

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【技术特征摘要】

1.一种单晶炉,包括炉体和位于炉体内的坩埚组件,所述坩埚组件的上方设置有导流筒,所述导流筒的内部设置有晶棒提升区域,所述晶棒提升区域和所述导流筒之间设置有水冷套,其特征在于,所述水冷套呈筒状结构,所述水冷套包括外表面和内表面,在所述水冷套的径向方向上,所述外表面的截面形状为圆形,所述内表面的截面形状为椭圆形。

2.根据权利要求1所述的单晶炉,其特征在于,所述外表面设置有隔热涂层。

3.根据权利要求1所述的单晶炉,其特征在于,所述内表面设置有吸热涂层。

4.根据权利要求3所述的单晶炉,其特征在于,在所述水冷套的轴向方向上,沿着从所述水冷套的底端到顶端的方向,所述吸热涂层的厚度逐渐减小。

5.根据权利要求3所述的单晶炉,其特征在于,所述吸热涂层的厚度为200±25um。

6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨文武梁万亮
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:

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