CN103173849A - 单晶硅制造装置炉室结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单晶硅制造装置炉室结构，它包括副室外壳、主室外壳、石英坩埚、石墨坩埚、石墨加热器、石墨隔套；石墨隔套套装在主室外壳内壁；在副室外壳侧壁上设有氩气进口，在主室外壳下部设有氩气出口；本发明改进在于：在石墨坩埚、石墨加热器、石墨隔套上镀上一层SiC；石墨隔套由石墨绝缘材料制成，为上端带法兰边的套状构件，与主室外壳内壁、底壁形成夹腔；在石墨隔套法兰边上设有与夹腔相通的孔，形成轴向气流通道，在石墨隔套侧壁上设有与夹腔相通的孔，形成径向气流通道；氩气出口与夹腔相通。本发明能将从石英坩埚内熔体表面挥发的大部分SiO气体有效地被氩气带出炉室，有效减少CO气体的生成，从而显著降低生长的单晶硅碳污染程度。

Description

单晶硅制造装置炉室结构

技术领域

本发明涉及一种单晶硅制造装置炉室结构，具体地讲，本发明涉及一种采用直拉法制造单晶硅装置的炉室结构。

背景技术

在采用直拉法制造单晶硅的单晶硅制造装置中，炉室结构对单晶硅的生长起着至关重要的作用。现有单晶硅装置的炉室结构包括副室外壳、主室外壳、石英坩埚、石墨坩埚、石墨加热器、石墨隔套，石英坩埚置于石墨坩埚内，石墨加热器设置在石墨坩埚的周围；石墨隔套套装在主室外壳内壁，将石墨加热器包围在其内侧空间。单晶硅装置炉室结构在使用时，从石英坩埚内的熔硅中拉出柱状单晶硅。单晶硅在现有单晶硅装置炉室结构中生长时，高温石英坩埚与石墨加热器反应，生成SiO和CO，其中CO气体不易挥发，大多进入硅熔体与熔硅反应，产生单质碳和SiO，而SiO大部分从熔体表面挥发，碳则留在熔硅中，最终进入单晶硅。现有单晶硅装置炉室结构中，在副室外壳侧壁上设有氩气进口，在主室外壳下部设有氩气出口，这种结构使得从熔体表面挥发的大部分SiO气体不能有效地被氩气带出炉室，而是流经大部分的高温石墨元件，因而产生较多的CO气体，这样就使得直拉的单晶硅受到较高的碳污染。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种能将从石英坩埚内熔体表面挥发的大部分SiO气体有效地被氩气带出炉室，有效减少CO气体的生成，从而显著降低生长的单晶硅碳污染程度的单晶硅制造装置炉室结构。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

单晶硅制造装置炉室结构，它包括副室外壳、主室外壳、石英坩埚、石墨坩埚、石墨加热器、石墨隔套；所述石英坩埚置于石墨坩埚内，石墨加热器设置在石墨坩埚的周围；从石英坩埚内的熔硅中拉出柱状单晶硅；所述石墨隔套套装在主室外壳内壁，将石墨加热器包围在其内侧空间；在副室外壳侧壁上设有氩气进口，在主室外壳下部设有氩气出口；其改进之处在于：在所述石墨坩埚、石墨加热器、石墨隔套上镀上一层SiC；所述石墨隔套由石墨绝缘材料制成，为上端带外翻法兰边的套状构件，其与主室外壳内壁、底壁形成夹腔；在石墨隔套的法兰边上设有与夹腔相通的孔，形成轴向气流通道，在石墨隔套的侧壁上设有与夹腔相通的孔，形成径向气流通道；所述氩气出口与夹腔相通。

本发明的一种更进一步的技术方案是：所述氩气出口设在主室外壳的底壁上。

本发明的另一种更进一步的技术方案是：所述氩气出口设在主室外壳的侧壁上。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、         在石墨坩埚、石墨加热器、石墨隔套上镀上一层SiC，可减少CO气体生成，进而减少单晶硅中的碳含量。

2、         设有通过石墨隔套与主室外壳内壁之间夹腔的轴向气流通道，使得从石英坩埚内熔体表面挥发的大部分SiO气体有效地被氩气从轴向气流通道带出炉室，这部分SiO气体不会接触高温石墨元件，因此产生CO气体就显著减少，也就显著降低了生长的单晶硅碳污染程度。

附图说明

图1为现有单晶硅制造装置炉室结构的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

    下面根据附图并结合实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示为现有单晶硅制造装置炉室结构，它包括副室外壳1、主室外壳2、石英坩埚5、石墨坩埚7、石墨加热器6、石墨隔套8，石英坩埚5置于石墨坩埚7内，石墨加热器6设置在石墨坩埚7的周围；从石英坩埚5内的熔硅4中拉出柱状单晶硅3；在副室外壳1侧壁上设有氩气进口1.1，在主室外壳2下部设有氩气出口2.1；所述石墨隔套8套装在主室外壳2内壁，将石墨加热器6包围在其内侧空间。这种结构使得单晶硅在单晶硅制造装置炉室结构中生长时，从石英坩埚5内熔体表面挥发的大部分SiO气体不能有效地被氩气带出炉室，而是流经大部分的高温石墨元件，因而产生较多的CO气体，这样就使得生长的单晶硅受到较高的碳污染。

如图2所示为本发明的单晶硅制造装置炉室结构，它是在上述结构基础上进行了如下改进：在石墨坩埚7、石墨加热器6、石墨隔套8上利用CVD的方法镀上一层SiC；石墨隔套8由石墨绝缘材料制成，为上端带外翻法兰边的套状构件，其与主室外壳2内壁、底壁形成夹腔8.2；在石墨隔套8的法兰边上设有与夹腔8.2相通的孔8.1，形成轴向气流通道，在石墨隔套8的侧壁上设有与夹腔8.2相通的孔8.3，形成径向气流通道；所述氩气出口2.1与夹腔8.2相通，本实施例中，氩气出口2.1设在主室外壳2的侧壁上。这种结构使得单晶硅3在本发明中生长时，从石英坩埚5内熔体4表面挥发的大部分SiO气体有效地被氩气从轴向气流通道带出炉室，这部分SiO气体不会接触高温石墨元件，因此产生CO气体就显著减少，也就显著减少了单晶硅碳污染；即使有少部分SiO气体流经高温石墨元件，由于石墨元件上都镀有一层SiC，可减少CO气体生成，也减少了单晶硅3中的碳含量，因此，本发明显著降低了单晶硅碳污染程度。

Claims (3)

1.一种单晶硅制造装置炉室结构，它包括副室外壳（1）、主室外壳（2）、石英坩埚（5）、石墨坩埚（7）、石墨加热器（6）、石墨隔套（8）；所述石英坩埚（5）置于石墨坩埚（7）内，石墨加热器（6）设置在石墨坩埚（7）的周围；从石英坩埚（5）内的熔硅（4）中拉出柱状单晶硅（3）；所述石墨隔套（8）套装在主室外壳（2）内壁，将石墨加热器（6）包围在其内侧空间；在副室外壳（1）侧壁上设有氩气进口（1.1），在主室外壳（2）下部设有氩气出口（2.1）；其特征在于：在所述石墨坩埚（7）、石墨加热器（6）、石墨隔套（8）上镀上一层SiC；所述石墨隔套（8）由石墨绝缘材料制成，为上端带外翻法兰边的套状构件，其与主室外壳（2）内壁、底壁形成夹腔（8.2）；在石墨隔套（8）的法兰边上设有与夹腔（8.2）相通的孔（8.1），形成轴向气流通道，在石墨隔套（8）的侧壁上设有与夹腔（8.2）相通的孔（8.3），形成径向气流通道；所述氩气出口（2.1）与夹腔（8.2）相通。

2.根据权利要求1所述的单晶硅制造装置炉室结构，其特征在于：所述氩气出口（2.1）设在主室外壳（2）的底壁上。

3.根据权利要求1所述的单晶硅制造装置炉室结构，其特征在于：所述氩气出口（2.1）设在主室外壳（2）的侧壁上。

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