CN104937148B - 单晶体锭块、用于生产单晶体锭块的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种单晶体锭块生产设备，其包括：坩埚，熔体容置在其中；加热器，构造成加热坩埚；热屏蔽构件，构造成屏蔽来自加热器和熔体的辐射热量；和颈盖，构造成在坩埚上方包围晶种单元，该颈盖被引入热屏蔽构件的开口中，辐射热量在开口中不被屏蔽，该颈盖在预定范围内随着晶种单元的竖直运动而竖直地运动。

Description

单晶体锭块、用于生产单晶体锭块的设备和方法

技术领域

实施例涉及一种单晶体锭块、一种用于生产该单晶体锭块的设备和方法。

背景技术

图1是示出了传统单晶体锭块生产设备的视图。

图1示出的单晶体锭块生产设备包括坩埚10、晶种30、热罩42和44、加热器50、线62和牵引马达64。

通过使用柴氏(Czochralski)法的硅单晶体生产方法，在坩埚10填充多晶硅后，由加热器50加热坩埚10以熔化多晶硅，这导致硅熔体20。接着，降低晶种30以接触硅熔体20，并且然后通过使用牵引马达64旋转连接到晶种30的线62而向上牵引，以随后形成颈部、肩部和具有预定锭块直径的直径部(或者直体)。以此方式，完成单晶体锭块的生长。在该情形中，热罩42和44用于屏蔽由硅熔体20、坩埚10和加热器50产生的辐射热。

当晶种30接触硅熔体20时，由于快速的温度差导致的热冲击而在晶种30的下端发生高密度的滑动错位。消除滑动错位的成颈操作是重要的，以使无错位硅单晶体锭块生长。由Dash开发的成颈操作产生细长的颈部，该颈部具有在大约3mm至4mm的范围内的直径和在大约100mm或更大的范围内的长度。

具有在3mm至4mm的范围内的小直径的颈部可能会随着生长过程中硅单晶体锭块的增大的直径和重量而损坏，这会导致各种意外，例如单晶体锭块掉落等。具体地，单晶体锭块的更大直径和重量会使对颈部的损坏恶化。

发明内容

技术问题

实施例提供了具有无错位和大直径颈部的单晶体锭块。

另外，实施例提供了用于生产单晶体锭块的设备和方法。

一种单晶体锭块生产设备包括：坩埚，熔体容置在坩埚 中；加热器，构造成加热坩埚；热屏蔽构件，构造成屏蔽来自加热器和熔体的辐射热量；和颈盖，构造成在坩埚上方包围晶种单元，该颈盖被引入热屏蔽构件的开口中，辐射热量在开口中不被屏蔽，该颈盖在预定范围内随着晶种单元的竖直运动而竖直地运动。

该设备还可以包括导引单元，以在预定范围内导引颈盖的竖直运动路径。

导引单元的两个端部可以限定该预定范围，并且导引单元具有从其两端中更靠近坩埚的一端向内突出的止挡部，该止挡部用以限制竖直运动路径。

该颈盖可以具有：顶部，由第一区和第二区组成，其中第一区由晶种单元支承并且具有通孔，连接到晶种单元的线穿过该通孔，而第二区从顶部的边缘向外突出，从而由止挡部接住；侧部，从该顶部延伸；以及底部，从该侧部向内突出并且构造成包围晶种单元，该底部限定用于晶种单元进入/退出的开口。

当第二区的突出部由止挡部接住时，该颈盖的底部和热屏蔽构件可以形成热屏蔽构件。

该设备还可以具有控制器以在形成热屏蔽构件过程中通过将晶种单元浸入熔体中来控制单晶体锭块的颈部生长。

颈盖的顶部和侧部可以由金属或金属氧化物形成。

颈盖的底部可以由具有1.0ppma或更小的M/I(单体与引发剂的比值) 的材料形成。

该颈盖可以包括：至少一个内壁层；和至少一个外壁层，放置在至少一个内壁层上以防止从颈盖的内部发出的热量的传送。

至少一个外壁层的孔隙率大于至少一个内壁层的孔隙率。

该至少一个外壁层可以包括气泡，并且该至少一个内壁层可以不包括气泡。

该至少一个内壁层和该至少一个外壁层中的每个可以由二氧化硅形成。

一种单晶体锭块生产方法，由单晶体锭块生产设备执行，该单晶体锭块生产设备包括：坩埚，熔体容置在坩埚中；加热器，构造成加热坩埚；热屏蔽构件，构造成屏蔽来自加热器和熔体的辐射热量；和颈盖，构造成在坩埚上方包围晶种单元，该颈盖被引入热屏蔽构件的开口中，辐射热量在开口中不被屏蔽，该颈盖在预定范围内随着晶种单元的竖直运动而竖直地运动，该方法可以包括：制造熔体；在预定范围内将晶种单元和颈盖一起降下；在已下降的颈盖保持静止以将晶种单元浸在熔体中的状态下通过进一步降下晶种单元而使单晶体锭块的颈部生长，并且然后将晶种单元向上牵引；并且在使该颈部生长后，将晶种单元和颈盖一起向上牵引。

一种由单晶体锭块生产设备生产的单晶体锭块，该单晶体锭块生产设备包括：坩埚，熔体容置在坩埚中；加热器，构造成加热坩埚；热屏蔽构件，构造成屏蔽来自加热器和熔体的辐射热量；和颈盖，构造成在坩埚上方包围晶种单元，该颈盖被引入热屏蔽构件的开口中，辐射热量在开口中不被屏蔽，该颈盖在预定范围内随着晶种单元的竖直运动而竖直地运动，该单晶体锭块可以包括颈部，该颈部随着由颈盖包围的晶种单元浸入熔体中而生长，该颈部没有错位并且具有5.5mm或更大的直径。

该锭块还可以包括：肩部，在该颈部下方生长；和直径部，在该肩部下方生长并且具有300mm或更大的直径。

一种单晶体锭块生产设备，可以包括：坩埚，熔体容置在坩埚中；加热器，构造成加热坩埚；热屏蔽构件，构造成屏蔽来自加热器和熔体的辐射热量；和颈盖，构造成在坩埚上方包围晶种，该颈盖被引入热屏蔽构件的开口中，辐射热量在开口中不被屏蔽，其中，该颈盖包括：至少一个内壁层；和至少一个外壁层，位于至少一个内壁层上以防止从颈盖的内部发出的热量传送。

如从上述描述明显的是，根据实施例，在单晶体锭块和用于生产单晶体锭块的设备和方法中，在晶种由引入到热屏蔽构件的开口中的颈盖包围并且因此晶种保持温暖的状态中，通过将晶种浸在熔体中，可以生长由具有5.5mm或更大的大直径的无错位颈部和具有300mm或更大的大直径的直径部所组成的单晶体锭块。另外，由于使用由多个层组成的颈盖，可以确保晶种在形成颈部过程中更可靠地保持温暖，这导致具有增大直径的单晶体锭块的无错位颈部的生长。

附图说明

参照以下附图详细地描述各布置和实施例，附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是示出了传统单晶体锭块生产设备的视图；

图2是示出了根据实施例的单晶体锭块生产设备的视图；

图3是示出了根据实施例的图2的颈盖和导引单元的放大截面图；

图4(a)是示出了图3所示顶部的平面图，而图4(b)是示出了图3 的部分“A”的放大截面图；

图5是流程图，该流程图说明了根据实施例的用于形成大直径无错位硅单晶体颈部的方法；

图6a至图6h是图2所示单晶体锭块生产设备的视图，它们示出了颈盖通过实施图5方法的移动。

图7是根据实施例的单晶体锭块的截面图；

图8是示出了根据另一实施例的单晶体锭块生产设备的视图；

图9a至图9c是根据各个实施例的颈盖的截面图；以及

图10是单层颈盖的截面图。

最佳实施方式

下文将参照附图以最佳方式详细描述各个实施例，以提高对这些实施例的理解。但是，这些实施例的各种修改也是可能的，并且这些实施例的技术精神不解释为限制这些实施例。提供本公开的各个实施例以为本领域技术人员解释本公开。

图2是示出了根据实施例的单晶体锭块生产设备100A的视图。

参照图2，单晶体锭块生产设备100A包括坩埚110、可旋转支承轴132、加热器134、隔离器136、反应室138、热屏蔽构件140、颈盖150A、导引单元160、晶种单元170、线180、牵引驱动单元182和控制件184。

根据实施例的单晶体锭块生产设备100A用于通过柴氏法使单晶体锭块生长。

反应室138用以容置坩埚110、可旋转支承轴132、加热器134、隔离器136、热屏蔽构件140、颈盖150A、导引单元160、晶种单元170和线 180。

坩埚110用以容置用于生长单晶体锭块的熔体。容置有硅熔体130的坩埚110可以具有双重构造，包括石英内壁112和石墨或碳外壁114。加热器134用以在控制器184的控制下加热坩埚110。

晶种单元170可以由晶种载重块172、晶种塞块174和晶种176组成，但是该实施例不限于此。当然，本领域技术人员可以进行各种修改和应用。

当晶种176与硅熔体130接触或者浸入硅熔体130中时，晶种176经受震动，该震动例如是由于当牵引驱动单元182旋转晶种176时所产生的振动而导致的。该震动引起牵引驱动单元182和晶种176的转动中心轴线彼此偏离。为了避免该问题，晶种载重块172固定并联接到线180的远端并且用以将重量增加到线180。晶种塞块174联接到晶种载重块172的底部，使得晶种176部分地插入并联接到晶种塞块174。晶种176在其一端可拆卸地联接到晶种塞块174，并且晶种176的下端浸入硅熔体130中。

热屏蔽构件140用以防止将辐射热量从加热器134和硅熔体130传递到单晶体锭块。也就是说，热屏蔽构件140屏蔽了到单晶体锭块的热传递路径，从而防止单晶体锭块由于辐射热量而被加热。以此方式，热屏蔽构件140在冷却单晶体锭块方面具有很大作用。另外，热屏蔽构件140用以限制熔体130的温度改变。为此目的，热屏蔽构件140可以布置在单晶体锭块和坩埚 110之间，以围绕该单晶体锭块。另外，热屏蔽构件140设置有开口144，该开口144对应于热屏蔽构件140的面向熔体130表面的内径。开口144对应于熔体130的辐射热向上传递而不受屏蔽的区域。

隔离器136用以防止热量从加热器134传递到反应室138的外部。例如，隔离器136可以由毡形成。

线180在控制器184的控制下由牵引驱动单元182向下移动，直到晶种176的尖端接触熔体130表面的大致中心处或者浸入熔体130表面的大致中心处。坩埚 110的可旋转支承轴132由支承轴驱动单元(未示出)沿箭头所指示的方向旋转。同时，牵引驱动单元182沿箭头所指示的方向旋转晶种176并且由线180牵引，这能够使单晶体锭块生长。在此情形下，可以通过调整单晶体锭块的牵引速度V和温度梯度G和ΔG而完成呈圆柱锥体形式的单晶体锭块。

图3是示出了根据实施例的图2的颈盖150A和导引单元160的放大截面图；

根据该实施例，颈盖150A在坩埚 110的上方包围晶种单元170，并且随着晶种单元170的竖直运动在预定范围内做竖直运动。导引单元160用以在预定范围内导引颈盖150A的竖直运动路径。

参照图2和图3，导引单元160包括主体162和止挡部164。主体162 的两端160A和160B限定预定范围L。止挡部164从更靠近坩埚 110的一端160B向内伸入，其中，两端160A和160B限定预定范围L。也就是说，止挡部164用以限制颈盖150A的竖直运动路径。虽然导引单元160可以如图2所示与反应室138一体形成，但是该实施例不限于此。也就是说，导引单元160可以独立于反应室138形成，并且可以以各种结构使用，以导引颈盖150A的竖直运动路径。

颈盖150A由顶部152、侧部154和底部156组成。顶部152可以分成第一区152A和第二区152B。第一区152A由晶种单元170支承，并且具有通孔158，连接到晶种单元170的线180穿过该通孔158。为了确保第一区152A由晶种单元170支承，通孔158的宽度W小于晶种载重块172的上端的宽度W2。第二区152B可以是从顶部152的边缘向外延伸的突出部，以当颈盖150A下降时由止挡部164接住。

如上所述，由于从顶部152突出的第二区152B由从导引单元160突出的止挡部164接住，因此能够防止颈盖150A下降超过预定范围L。然而，止挡部164和第二区152B不限于图2和图3中所示的上述突出形状，并且可以体现为各种形状，以防止颈盖150A的过度下降。

侧部154从顶部152的第一区152A的端部延伸。底部156从侧部154 向内突入，使得包围晶种单元170。底部156限定开口156A以用于使晶种单元170进入/退出。在此情形下，底部156的厚度可以从侧部154向内减小。可以将颈盖150A引入由热屏蔽构件140限定的开口144中。为此目的，底部156的宽度可以等于或小于开口144的宽度。

图4(a)是示出了图3所示顶部152的平面图，而图4(b)是示出了图3的部分“A”的放大截面图。

参照图3、图4(a)和图4(b)，顶部152的第一区152A具有用于线160穿过的线孔158。另外，顶部152包括支承板152－1、轴承152－2 和衬套152－4。

轴承152－2绕衬套152－4定位，并且由轴承滚柱152－2A、内座圈 152－2B和外座圈152－2C组成。

衬套152－4限定线孔158并且与线180隔开。由此，衬套152－4是不旋转的，即使在将晶种载重块172引入衬套152－4中之前旋转线180时也是如此。

在如图4(b)所示，将晶种载重块172引入衬套152－4之后，衬套 152－4与轴承152－2的内座圈152－2B一起旋转，同时与晶种载重块172 一体，由此由晶种载重块172带动同时竖直向上运动。也就是说，颈盖150A 可以与晶种单元170一起竖直向上运动。

为了实现上述操作，衬套152－4可以由第一部段152－4A和第二部段152－4B组成。第一部段152－4A是引入晶种载重块172的上部的部分，而第二部段152－4B是布置在第一部段152－4A上方的部分并限定线孔 158，第二部段152－4B从第一部段152－4A增大并且与第一部段152－4A 是一体的。

在此情形下，第一部段152－4A的内壁153向上成锥形，以辅助晶种载重块172的上部进入并坐置在衬套152－4中。也就是说，第一部段152 －4A的锥形内壁153用以限制当晶种载重块172的上端联接到顶部152的衬套152－4时引起的振动，并且使得能够准确地定位，例如能够准确地联接。

如图4(b)所示，顶部152还可以包括轴承盖152－3。轴承盖152－ 3可以越过支承板152－1的顶部和轴承152－2的顶部布置。

一般地，氧浓度是硅单晶体晶片的主要质量选项中的一个，可以调整诸如坩埚110的旋转、反应室138内的压力等各种因素，以便控制在硅单晶体生长期间的氧浓度。具体地，为了控制氧浓度，在单晶体锭块生产设备100A中，诸如氩气等载运气体从反应室138的顶部注入反应室138并且从反应室138的底部排出。在此情形下，如图4(a)所示，支承板152－1 可以具有多个气孔157－1至157－4，用以允许载运气体的流动。

当具有上述构造的颈盖150A的顶部152的第二区152B中的突出部由止挡部164接住时，颈盖150A的底部156和热屏蔽构件140可以限定热屏蔽构件142。

为了实现上述作用，颈盖150A的顶部152和侧部154可以由在高温时稳定的金属(诸如不锈钢)形成或可以由金属氧化物形成。另外，颈盖 150A的底部156可以由具有高热反射率、高温稳定性和高纯度的材料形成。底部156可以由具有1.0ppma或更小的M/I(单体与引发剂的比值)的材料形成，该材料例如是热解石墨涂层石墨(PGCG)或者热解硼氮涂层石墨 (PBNCG)。

图5是流程图，该流程图说明了根据实施例的用于形成大直径无错位硅单晶体颈部的方法。

如图5所示的用于形成大直径无错位硅单晶体颈部的方法可以由如图2所示的单晶体锭块生产设备100A执行。

图6a至图6h是图2所示单晶体锭块生产设备100A的视图，它们示出了颈盖150A基于图5方法的实施的移动。

如图6a所示，将高纯度多晶硅材料130A倒入坩埚 110中，并且通过加热器134将坩埚 110加热到等于或大于熔融温度的温度。由此，多晶硅材料130A变为硅熔体130，如图6b所示(操作202)。

在操作202之后，如图6c所示，晶种单元170和颈盖150A都下降预定的范围L，使得颈盖150A设定到用于允许随后成颈操作的位置(操作 204)。如图6a和图6b所示，在下降晶种单元170之前，颈盖150A的顶部152的底表面由晶种单元170支承并固定。然而，在下降晶种单元170 的过程中，如图6c所示，颈盖150A和晶种单元170彼此配合同时下降预定的范围L。

在操作204之后，在如图2所示的产生热屏蔽构件142的状态中，牵引驱动单元182在控制器184的控制下使用如图6d示出的线180越来越多地下降晶种单元170，从而将晶种单元170浸入熔体130中。然后，如图 6e所示，牵引驱动单元182向上牵引晶种单元170，以使颈部生长(操作 206)。在实施操作206期间，颈盖150A由止挡部164保持静止。在颈部生长期间，控制器184可以藉由加热器134来控制加热，使得在颈盖150A 的底部156和熔体130之间的温度为1000℃或更高，更具体地，该温度为 1200℃或更高。另外，在颈部生长期间，控制器184可以藉由加热器134 来控制加热，使得由于在颈盖150A的底部156和熔体130之间的温度分布而导致的热应力为2Mpa或更小，更具体地，为1.5Mpa。另外，在颈部生长期间，如图6e所示，晶种单元170可以4.0mm/min或更小的速度向上牵引，或者具体地以2.0mm/min或更小的速度向上牵引。

在操作206中的颈部生长之后，如图6f至图6h所示，控制器184使用线180来控制牵引驱动单元182以将晶种单元170和颈盖150A一起向上牵引，从而使得单晶体锭块的肩部生长(操作208)。

也就是说，在如图6e所示的颈部生长之后，如图6f所示，开始肩部的生长。在此情形下，晶种载重块172的顶表面与顶部152的底表面接触。

此后，如图6g所示，当将晶种单元170向上牵引以连续地生长肩部时，同时将颈盖150A向上牵引。在此，晶种单元170和颈盖150A的牵引速度可以在0.3mm/min至1.0mm/min的范围内。另外，在颈部生长之后，如图 6f所示，为了限制当同时向上牵引晶种单元170和颈盖150A时可能发生的细微振动，控制器184控制磁场发生器(未示出)以将1000G或更大的水平磁场施加到坩埚 110，更具体地，将2000G至5000G的磁场施加到坩埚 110。

然后，如图6h所示，随着直径部生长，颈盖15A被晶种单元提升到如图6a和图6b所示的其初始位置。

图7是根据实施例的单晶体锭块的截面图。

如上所述，通过使用图2中所示的单晶体锭块生产设备100A来实现图5中所示的单晶体锭块生产方法，可以生长如图7所示的单晶体锭块120。

参照图7，单晶体锭块120可以包括颈部122、肩部124和直径部(或者主体部或直体)126。颈部122可以生长在晶种176下方，肩部124可以生长在颈部122下方，并且直径部126可以生长在肩部124下方。

参照图1，根据现有技术，当晶种30浸在熔体20中时，由于晶种30 和熔体20之间的温度差，会发生热冲击，这可能会引起在晶种30处的滑动错位。

另一方面，根据该实施例，因为由颈盖150A包围的、引入热屏蔽构件140的开口144中的晶种176保持温暖，晶种176浸在熔体130中，以使得颈部122能够生长。由此，晶种176的温度增加，当晶种176的尖端接触熔体130的表面时，这可以实现热冲击的显著减小，由此防止发生滑动错位。以此方式，根据该实施例的单晶体锭块120的颈部122不会错位，并且可以具有5.5mm或更大的直径。

另外，根据该实施例，即使单晶体锭块120具有大直径和高重量，对颈部122也不会有损坏的危险，并且因此不会有单晶体锭块120掉落的危险，因为颈部122具有大直径。为此原因，在该实施例的单晶体锭块120 中，直径部126可以具有大直径，例如300mm或者更大。

图8是示出了根据另一实施例的单晶体锭块生产设备100B的视图。

不同于图2所示的单晶体锭块生产设备100A，在图8的单晶体锭块生产设备100B中，颈盖150B不由导引单元160导引。因此，图8所示的导引单元160未设置止挡部164。另外，不同于图2所示，图8所示的颈盖 150B构造成包围晶种塞块174和晶种176，但是不构造成包围晶种载重块 172。除了该点之外，图8所示的单晶体锭块生产设备100B的其它构造等同于图2所示的单晶体锭块生产设备100A的相应构造。相同的零件由相同的附图标记表示，在此将省略其具体描述。

以下将参照图5来描述由图8所示的单晶体锭块生产设备100B所执行的单晶体锭块生产方法。

在图2所示的单晶体锭块生产设备100A中，在运动预定的范围L后，颈盖150保持静止，并且只有晶种176浸在熔体130中，以使得颈部122 能够生长(操作206)。相反地，在图8所示的单晶体锭块生产设备100B 中，颈盖150B和晶种176同时浸在熔体130中，以使颈部122生长(操作 206)。除此之外，图8所示的单晶体锭块生产设备100B所执行的单晶体锭块生产方法与图2所示的单晶体锭块生产设备100A所执行的单晶体锭块生产方法相同。

也就是说，按上述来制造熔体130(操作202)。在操作202后，将晶种176和颈盖150B一起降下。在操作204之后，晶种176浸在熔体130中，并且之后，将晶种176向上牵引以使颈部122生长(操作206)。接着，将晶种176和颈盖150B一起向上牵引以随后使肩部124和直径部126生长(操作208)。

图9a至图9c是根据各个实施例的颈盖310A、310B和310C的截面图。

图9a至图9c中所示各颈盖310A、310B和310C分别对应于图2、图 3或图8中所示的部分“B”或“C”的放大截面图。也就是说，图2和图 8所示的颈盖150A和150B可以如图9a至图9c中所示进行修改。

参照图9a至图9c，各颈盖310A、310B和310C可以包括至少一个内壁层312和至少一个外壁层314。虽然图9a至图9c示出了仅一个内壁层 312和仅一个外壁层314，但是实施例不限于此，并且当然，可以设置多个内壁层312和外壁层314。

该至少一个内壁层312可以包围图2所示的晶种单元170，或者包围图8所示的晶种塞块174和晶种176。该至少一个外壁层314围绕该至少一个内壁层312放置，并且用以防止从颈盖310A；310B；310C的内部发出的热量传递到颈盖310A；310B；310C的外部。

图9a至图9c所示的外壁层314的孔隙率可以大于内壁层312的孔隙率。另外，外壁层314具有气泡314a，而内壁层312可以不具有气泡314a。内壁层312和外壁层314中的每一个可以由二氧化硅形成。

图10是单层颈盖300的截面图。

如果图2或图8所示的颈盖150A；150B由如图10所示的单层300构成，则从颈盖150A；150B发出的热量320通过穿过该单层300而向外排出，如虚线322所示的，这会导致热量损失。

另一方面，如果图2或图8所示的颈盖150A；150B由多个层、即如图9a至图9c所示的外壁层314和内壁层312构成，则从颈盖310A；310B； 310C的内部发出的热量320可以向内反射，而不是穿透外壁层314，这可以防止热量损失。

一般地，如果对应于热屏蔽构件140和熔体130之间的距离的熔体间隙增加，则传递到晶种176和颈部122的辐射热的量会增加。因此，为了确保颈盖150A；150B吸收辐射热，如图9b和图9c所示，颈盖310B；310C 还可以包括涂层316A；316B。虽然图9b和图9c仅示出了一个涂层316A； 316B，但是实施例不限于此，并且当然，多个涂层316A和316B可以围绕外壁层314放置。

涂层316A；316B可以涂敷在外壁层314上。在该情形下，涂层316B 具有外表面，该外表面具有如图9c所示的粗糙部318，以吸收更大量的辐射热。涂层316A；316B可以由在高温下展现耐热性并且不易于污染的油漆形成。例如，涂层316A；316B可以包括碳化硅。

如上所述，如果图2或图8中所示的颈盖150A；150B如图9a至图9c 所示进行修改，则在晶种176和熔体130之间的界面以及晶种176会在用于生长颈部122的成颈操作过程中越来越保持温暖，从而如此缓解热冲击，并且因此更加可靠地保证颈部122无错位以及对应较大直径的颈部122的生长。

虽然，已经参照多个所示实施方式描述了各个实施例，但是应当理解的是本领域技术人员可以设计落入本公开的精神和原理范围内的多种其它的修改和实施例。更具体地，可以在本公开、附图和所附权利要求的范围内，对主体组合布置的部件和/或布置进行各种变型和修改。除了对部件和/ 或布置进行各种变型和修改，可替换的使用对于本领域普通技术人员也是明显的。

发明模式

如上所述，在以上用于实施各实施例的“最佳实施方式”中已经充分讨论了相关描述。

工业应用性

如上所述，实施例可以完全或部分地应用到单晶体锭块的生产中。

Claims (9)

1.一种单晶体锭块生产设备，包括：

坩埚 ，熔体容置在所述坩埚 中；

加热器，构造成加热所述坩埚 ；

热屏蔽构件，构造成屏蔽来自所述加热器和所述熔体的辐射热量；和

颈盖，构造成在所述坩埚 上方包围晶种单元，所述颈盖被引入所述热屏蔽构件的开口中，所述辐射热量在所述开口中不被屏蔽，所述颈盖在预定范围内随着所述晶种单元的竖直运动而竖直地运动，

其中，所述颈盖包括：至少一个内壁层、至少一个外壁层和至少一个涂层，所述至少一个外壁层放置在所述至少一个内壁层上以防止从所述颈盖的内部发出的热量的传送，所述至少一个涂层涂敷在所述至少一个外壁层上，

其中，所述涂层的外表面具有粗糙部，

其中，所述至少一个外壁层的孔隙率大于所述至少一个内壁层的孔隙率，

其中，所述至少一个外壁层包括气泡，并且所述至少一个内壁层不包括气泡，

其中，所述至少一个内壁层和所述至少一个外壁层中的每个由二氧化硅形成，

其中，所述至少一个涂层包括碳化硅。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括导引单元，以在所述预定范围内导引所述颈盖的竖直运动路径。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述导引单元的两个端部限定所述预定范围，并且所述导引单元具有从其两端中更靠近所述坩埚 的一端向内突出的止挡部，所述止挡部用以限制所述竖直运动路径。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述颈盖包括：

顶部，由第一区和第二区组成，其中所述第一区由所述晶种单元支承并且具有通孔，连接到所述晶种单元的线穿过所述通孔，而所述第二区从所述第一区的边缘向外突出，从而由所述止挡部接住；

侧部，从所述顶部延伸；和

底部，从所述侧部向内突出并且构造成包围所述晶种单元，所述底部限定用于所述晶种单元进入/退出的开口。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，当所述第二区的突出部由所述止挡部接住时，所述颈盖的所述底部和所述热屏蔽构件形成热屏蔽组件。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，还包括控制器以在形成所述热屏蔽组件过程中通过将所述晶种单元浸入所述熔体中来控制单晶体锭块的颈部生长。

7.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述颈盖的所述顶部和所述侧部由金属或金属氧化物形成。

8.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述颈盖的所述底部由热解石墨涂层石墨或者热解硼氮涂层石墨形成。

9.一种单晶体锭块生产方法，由单晶体锭块生产设备执行，所述单晶体锭块生产设备包括：坩埚 ，熔体容置在所述坩埚 中；加热器，构造成加热所述坩埚 ；热屏蔽构件，构造成屏蔽来自所述加热器和所述熔体的辐射热量；和颈盖，构造成在所述坩埚 上方包围晶种单元，所述颈盖被引入所述热屏蔽构件的开口中，所述辐射热量在所述开口中不被屏蔽，所述颈盖在预定范围内随着所述晶种单元的竖直运动而竖直地运动，所述方法包括：

制造所述熔体；

在所述预定范围内将所述晶种单元和所述颈盖一起降下；

在已下降的所述颈盖保持静止以将所述晶种单元浸在所述熔体中的状态下通过进一步降下所述晶种单元而使单晶体锭块的颈部生长，并且然后将所述晶种单元向上牵引；并且

在使所述颈部生长后，将所述晶种单元和所述颈盖一起向上牵引，

其中，所述颈盖包括：至少一个内壁层、至少一个外壁层和至少一个涂层，所述至少一个外壁层放置在所述至少一个内壁层上以防止从所述颈盖的内部发出的热量的传送，所述至少一个涂层涂敷在所述至少一个外壁层上，

其中，所述涂层的外表面具有粗糙部，

其中，所述至少一个外壁层的孔隙率大于所述至少一个内壁层的孔隙率，

其中，所述至少一个外壁层包括气泡，并且所述至少一个内壁层不包括气泡，

其中，所述至少一个内壁层和所述至少一个外壁层中的每个由二氧化硅形成，

其中，所述至少一个涂层包括碳化硅。