CN113061988A - 硅芯制备方法和硅芯制备设备 - Google Patents

硅芯制备方法和硅芯制备设备 Download PDF

Info

Publication number
CN113061988A
CN113061988A CN202110259705.5A CN202110259705A CN113061988A CN 113061988 A CN113061988 A CN 113061988A CN 202110259705 A CN202110259705 A CN 202110259705A CN 113061988 A CN113061988 A CN 113061988A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon core
furnace chamber
silicon
pressure
core furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110259705.5A
Other languages
English (en)
Inventor
孙强
张邦洁
尹杏
陈辉
万烨
张晓伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Silicon Corp ltd
China ENFI Engineering Corp
Original Assignee
China Silicon Corp ltd
China ENFI Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Silicon Corp ltd, China ENFI Engineering Corp filed Critical China Silicon Corp ltd
Priority to CN202110259705.5A priority Critical patent/CN113061988A/zh
Publication of CN113061988A publication Critical patent/CN113061988A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B28/00—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B28/04—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure from liquids
    • C30B28/10—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure from liquids by pulling from a melt

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本申请公开了一种硅芯制备方法和硅芯制备设备，硅芯制备方法包括以下步骤：A)将硅芯原料棒和籽晶安装在硅芯炉腔内，关闭所述硅芯炉腔；B)对所述硅芯炉腔进行持续地抽真空，使得所述硅芯炉腔内的压强小于标准大气压；和C)加热所述硅芯原料棒产生熔区，利用所述籽晶拉制所述硅芯原料棒以便得到硅芯。因此，通过利用根据本发明实施例的硅芯制备方法，从而可以有效地降低硅芯中的P元素的含量，有效地提高硅芯的电阻率。

Description

硅芯制备方法和硅芯制备设备
技术领域
本发明涉及硅芯制备领域，具体涉及一种硅芯制备方法和硅芯制备设备。
背景技术
硅芯制备技术是通过硅芯原料棒在常压硅芯炉中进行拉制。此种方法，首先需要在还原炉内制备出符合要求的硅芯原料棒，经过辊磨、清洗后经硅芯炉拉制成圆硅芯。现有硅芯制备技术制造出来的硅芯的纯度与硅芯原料棒相同。
相关技术中，拉制硅芯的技术特点是先对硅芯炉进行抽真空，然后再充入惰性保护气至常压或者微正压，之后开始对硅芯原料棒进行加热、熔化、拉制、冷却，整个拉制过程中持续维持常压或者微正压状态。此方法拉制出的硅芯电阻率往往受硅芯原料棒纯度的影响，硅芯电阻率取决于硅芯原料棒电阻率。原料棒电阻率与硅芯原料棒中的杂质有关。
发明内容
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：影响硅芯的电阻率的施主杂质为P元素，硅芯中的P元素的含量越低，硅芯的电阻率越高。相关技术中，在常压状态下或者微正压状态下利用硅芯原料棒拉制硅芯。但是，在常压状态下和微正压状态下，P元素的挥发量非常小，甚至可以忽略不计，从而导致硅芯原料棒中的P元素几乎全部进入到硅芯中。由此导致硅芯的P元素含量较高，进而导致硅芯的电阻率较低，从而造成硅芯质量不合格。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种硅芯制备方法。
根据本发明实施例的硅芯制备方法，包括以下步骤：
A)将硅芯原料棒和籽晶安装在硅芯炉腔内，关闭所述硅芯炉腔；
B)对所述硅芯炉腔进行持续地抽真空，使得所述硅芯炉腔内的压强小于标准大气压；和
C)加热所述硅芯原料棒产生熔区，利用所述籽晶拉制所述硅芯原料棒以便得到硅芯。
因此，通过利用根据本发明实施例的硅芯制备方法，从而可以有效地降低硅芯中的P元素的含量，有效地提高硅芯的电阻率。
在一些实施例中，所述步骤A)包括：
A-1)将硅芯原料棒和籽晶安装在所述硅芯炉腔内，关闭所述硅芯炉腔；
A-2)对所述硅芯炉腔进行抽真空；和
A-3)使用惰性气体对所述硅芯炉腔内进行气体填充；
可选地，重复实施步骤A-2)和步骤A-3)至少2次。
在一些实施例中，所述步骤A)包括：
A-4)使用压力传感器来检测所述硅芯炉腔内的压强变化，以便得到所述硅芯炉腔的漏率；
可选地，检测所述硅芯炉腔内的压强变化的时间在1分钟到5分钟之间。
在一些实施例中，所述步骤B)中，所述硅芯炉腔内的压强小于3Pa；
可选地，所述步骤B)中，所述硅芯炉腔内的压强小于0.001Pa。
在一些实施例中，所述步骤B)中，对所述硅芯炉腔进行持续地抽真空的同时，通入惰性气体到所述硅芯炉腔内；
可选地，所述惰性气体包括氦气和氩气中的至少一种。
在一些实施例中，所述步骤B)中，所述硅芯炉腔内的压强小于100Kpa；
可选地，所述硅芯炉腔内的压强大于3Pa。
在一些实施例中，还包括步骤D)，所述步骤D)包括：
D-1)将所述硅芯和所述籽晶从所述硅芯炉腔内取出分开后，再次将所述硅芯和所述籽晶安装在所述硅芯炉腔内，关闭所述硅芯炉腔；
D-2)对所述硅芯炉腔进行持续地抽真空，使得所述硅芯炉腔内的压强小于标准大气压；和
D-3)加热所述硅芯产生熔区进行除杂，利用所述籽晶拉制所述硅芯；
可选地，重复实施步骤D-1)、步骤D-2)和步骤D-3)至少1次。
本申请还提供了一种硅芯制备设备，其特征在于，包括：
硅芯炉，所述硅芯炉包括底座和硅芯筒体，所述硅芯筒体安装在所述底座上，所述硅芯筒体具有硅芯炉腔、进气口和出气口，所述进气口和所述出气口与所述硅芯炉腔连通；
籽晶提拉装置，所述籽晶提拉装置与所述硅芯炉腔滑动连接，所述籽晶提拉装置的一端从所述硅芯炉腔上端伸入到所述硅芯炉腔内；
原料棒座，所述原料棒座位于所述硅芯炉腔内；
感应线圈，所述感应线圈安装在所述硅芯炉腔内，所述底座上设有电器控制装置，所述感应线圈与所述电器控制装置电连接；和
第一真空发生器，所述真空发生器通过抽空管道与所述出气口连通。
在一些实施例中，所述硅芯炉腔包括上炉腔和下炉腔，所述出气口包括上出气口和下出气口，所述上出气口与所述上炉腔的上部连通，所述下出气口与所述下炉腔的下部连通。
在一些实施例中，所述第一真空发生器包括第一真空泵和第二真空泵，所述第一真空泵和第二真空泵并联，所述第一真空泵和第二真空泵并联中的每一者都通过所述抽空管道与所述出气口连通，可选地，所述第一真空泵为罗茨泵，所述第二真空泵为扩散泵。
在一些实施例中，还包括第二真空发生器，所述第一真空发生器为真空泵，所述第二真空发生器的一端与所述第一真空发生器连接，所述第二真空发生器的另一端通过所述抽空管道与所述出气口连通，可选地，所述第二真空发生器为蒸汽压缩机或蒸汽喷射泵。
在一些实施例中，还包括压力传感器和观察窗，所述压力传感器安装在所述硅芯炉腔内，所述观察窗安装在所述硅芯筒体上，所述观察窗与所述下炉腔相对设置。
附图说明
图1是根据本发明实施例的硅芯制备设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：影响硅芯的电阻率的施主杂质为P元素，硅芯中的P元素的含量越低，硅芯的电阻率越高。相关技术中，在常压状态下或者微正压状态下利用硅芯原料棒拉制硅芯。但是，在常压状态下和微正压状态下，P元素的挥发量非常小，甚至可以忽略不计，从而导致硅芯原料棒中的P元素几乎全部进入到硅芯中。由此导致硅芯的P元素含量较高，进而导致硅芯的电阻率较低，从而造成硅芯质量不合格。
根据本发明实施例的硅芯制备方法，包括以下步骤：
A)将硅芯原料棒和籽晶安装在硅芯炉腔210内，关闭硅芯炉腔210；
B)对硅芯炉腔210进行持续地抽真空，使得硅芯炉腔210内的压强小于标准大气压；和
C)加热硅芯原料棒产生熔区，利用籽晶拉制硅芯原料棒以便得到硅芯。也就是说，拉制硅芯的过程中，始终保持硅芯炉腔210内的压强小于标准大气压。
根据本发明实施例的硅芯制备方法通过对硅芯炉腔210进行持续地抽真空，使得在整个拉制硅芯的过程中，硅芯炉腔210中的气体持续地被抽出。由此可以将挥发出来的P元素快速地、持续不断地抽出210，从而可以使硅芯原料棒的熔区内的P元素持续不断地挥发出来。由此可以有效地减少进入到硅芯中的P元素的量，从而可以有效地降低硅芯中的P元素的含量，以便提高硅芯的电阻率。
因此，通过利用根据本发明实施例的硅芯制备方法，从而可以有效地降低硅芯中的P元素的含量，有效地提高硅芯的电阻率。
通过利用根据本发明实施例的硅芯制备方法，可以得到电阻率大于1000Ω.cm以上的硅芯。
根据本发明实施例的硅芯制备方法可以通过根据本发明实施例的硅芯制备设备10000来实施。
如图1所示，根据本发明实施例的硅芯制备设备10000包括硅芯炉1000、籽晶提拉装置300、原料棒座310、感应线圈320和第一真空发生器。
硅芯炉1000包括底座100和硅芯筒体200，硅芯筒体200安装在底座100上，硅芯筒体200具有硅芯炉腔210、进气口220和出气口，进气口220和出气口与硅芯炉腔210连通。
拉制硅芯在硅芯炉腔210内进行，可通过出气口排出硅芯炉腔210内的气体，可通过进气口220将惰性气体通入硅芯炉腔210内。
籽晶提拉装置300与硅芯炉腔210滑动连接，籽晶提拉装置300的一端从硅芯炉腔210上端伸入到硅芯炉腔210内，原料棒座310位于硅芯炉腔210内。籽晶提拉装置300可用于安装并提拉籽晶，通过提拉籽晶来拉制硅芯。原料棒座310用于安装并上移硅芯原料棒，从而配合硅芯的拉制。
感应线圈320安装在硅芯炉腔210内，底座100上设有电器控制装置321，感应线圈320与电器控制装置321电连接。通过感应线圈320来加热、熔化硅芯原料棒，制造出拉制硅芯所需要的熔区。
第一真空发生器通过抽空管道404与出气口连通，因此使得第一真空发生器与硅芯炉腔210连通，从而可通过第一真空发生器对硅芯炉腔210抽真空。
在拉制硅芯时，首先将籽晶安装在籽晶提拉装置300下端，硅芯原料棒安装在原料棒座310上，然后关闭硅芯炉腔210。使用第一真空发生器通过出气口对硅芯炉腔210室进行抽真空后，再使用惰性气体通过进气口220对硅芯炉腔210室内进行气体填充，以便于对硅芯炉腔210内的气体进行置换，从而减少硅芯炉腔210内杂质。置换气体的步骤至少重复2次，以便提高拉制硅芯的环境的清洁度。惰性气体包括氦气和氩气中的至少一种，氦气和氩气不会与硅进行反应，不影响拉制硅芯的进行。
如图1所示，在一些实施例中，硅芯炉腔210包括上炉腔211和下炉腔212，感应线圈320和硅芯原料棒在下炉腔212内，即熔区在下炉腔212内。为了便于将上炉腔211和下炉腔212中的气体抽出，减少杂质对拉制硅芯的影响。出气口包括上出气口231和下出气口232。上出气口231与上炉腔211的上部连通，下出气口232与下炉腔212的下部连通。也就是说，211的侧壁面的上部设有231,232的侧壁面的下部设有232。
第一真空发生器通过抽空管道404分别与上出气口231和下出气口232连通，因此第一真空发生器可通过上出气口231将硅芯炉腔210内的气体抽出，第一真空发生器也可通过下出气口232将硅芯炉腔210内的气体抽出，由此可以进一步减少硅芯炉腔210内的杂质，以便进一步提高210的环境的清洁度，从而提高拉制的硅芯的质量。
如图1所示，在一些实施例中，硅芯制备设备10000还包括压力传感器501和观察窗502。
压力传感器501安装在硅芯炉腔210内，压力传感器501可以检测硅芯炉腔210内的压强，从而得到硅芯炉腔210的漏率。在置换气体的步骤结束后，硅芯炉腔210内的压强小于标准大气压，观察检测硅芯炉腔210内的压强变化1分钟到5分钟，如果硅芯炉腔210内的压强的增加速率小于0.5Pa/分钟，则证明硅芯炉腔210气密性较好，可以继续进行拉制硅芯。
观察窗502安装在硅芯筒体200上，观察窗502与下炉腔212相对设置。可通过观察窗502来观察下炉腔212内的情况，即可通过观察窗502来观察熔区拉制硅芯的情况，从而调节感应线圈320的温度及籽晶提拉装置300的提拉速度，保证拉制硅芯的顺利进行。
在本发明的一个示例中，在该步骤B)中，可以使硅芯炉腔210内的压强小于3Pa。换言之，拉制硅芯的过程中，始终保持硅芯炉腔210内的压强小于3Pa。由此可以更加有效地、更加快速地将挥发出的P元素抽出硅芯炉腔210，以便进一步降低硅芯的P元素含量，进而进一步提高硅芯的质量。
可选地，在该步骤B)中，可以使硅芯炉腔210内的压强小于0.001Pa。也就是说，拉制硅芯的过程中，始终保持硅芯炉腔210内的压强小于0.001Pa。由此可以更加有效地、更加快速地将挥发出的P元素抽出硅芯炉腔210，以便进一步降低硅芯的P元素含量，进而进一步提高硅芯的质量。
在本发明的另一个示例中，在步骤B)中，对硅芯炉腔210进行持续地抽真空的同时，通入惰性气体到硅芯炉腔210内。也就是说，一边向硅芯炉腔210内通入惰性气体，一边对硅芯炉腔210进行抽真空，即向硅芯炉腔210内通入惰性气体和对硅芯炉腔210进行抽真空可以同时进行。
通过在对硅芯炉腔210抽真空时向硅芯炉腔210内通入惰性气体，从而可以使硅芯炉腔210内的压强处于较为稳定的状态。由此可以维持硅芯炉腔210的压强稳定、熔区稳定，从而减少因硅芯炉腔210的压强波动而可能造成的熔区的变化，进而减少因熔区的变化而造成的硅芯直径的波动，以便提高硅芯的质量。其中，可以通过进气口220将惰性气体通入到硅芯炉腔210内。
可选地，在步骤B)中，对硅芯炉腔210进行持续地抽真空的同时，通入惰性气体到硅芯炉腔210内，硅芯炉腔内的压强小于100Kpa。由此可以使硅芯炉腔210内的压强处于较为更加稳定的状态，从而可以维持硅芯炉腔210的压强稳定、熔区更加稳定。
可选地，在步骤B)中，对硅芯炉腔210进行持续地抽真空的同时，通入惰性气体到硅芯炉腔210内，硅芯炉腔内的压强大于3Kpa。由此可以使硅芯炉腔210内的压强处于较为更加稳定的状态，从而可以维持硅芯炉腔210的压强稳定、熔区更加稳定。
在一些实施例中，第一真空发生器包括第一真空泵401和第二真空泵402，第一真空泵401和第二真空泵402并联，第一真空泵401和第二真空泵402中的每一者都通过抽空管道404与出气口连通。通过利用第一真空泵401和第二真空泵402同时持续地对硅芯炉腔210抽真空，从而可以更加有效地、更加快速地将挥发出的P元素抽出210，以便进一步降低硅芯的P元素含量，进而进一步提高硅芯的质量。
可选地，第一真空泵401为罗茨泵，第二真空泵402为扩散泵。罗茨泵抽气量大，但是抽真空度真空度较低，扩散泵的抽真空的真空度较高。
第二真空泵402的抽真空的真空度较高，当关闭第一真空泵401后，开启第二真空泵402。使用第二真空泵402对硅芯炉腔210进行持续地抽真空，此时，关闭进气口220，使得硅芯炉腔210内的压强小于3Pa。硅芯炉腔210内的压强小，便于P元素被抽出硅芯炉腔210，便于去除硅芯的杂质并提高硅芯的质量及电阻率，使得硅芯的电阻率达到1000Ω.cm以上。
可选地，在步骤D-1)中，将硅芯和籽晶从硅芯炉腔210内取出分开后，再次将硅芯和籽晶安装在硅芯炉腔210内，关闭硅芯炉腔210。可以将拉制的硅芯从硅芯炉腔210内取出后分开硅芯和籽晶，再次将硅芯和籽晶安装在硅芯炉腔210内，关闭硅芯炉腔210。
在步骤D-2)中，对硅芯炉腔210进行持续地抽真空，使得硅芯炉腔210内的压强小于标准大气压。对硅芯炉腔210进行持续地抽真空的同时，通入惰性气体到硅芯炉腔210内，硅芯炉腔内的压强大于3Kpa。
在步骤D-3)中，加热硅芯产生熔区进行除杂，利用籽晶拉制硅芯。重复拉制硅芯的步骤，对硅芯进行二次除杂，再次减少硅芯中的P元素，从而提高硅芯的质量及电阻率。
可选地，重复实施步骤D-1)、步骤D-2)和步骤D-3)至少1次。二次除杂的步骤至少重复一次，多次拉制硅芯、除去硅芯中的P元素的步骤可进一步提高硅芯的电阻率，使得硅芯的电阻率达到10000Ω.cm以上。
在一些实施例中，硅芯制备设备10000还包括第二真空发生器403，第二真空发生器403的一端与第一真空发生器连接，第二真空发生器403的另一端通过抽空管道404与出气口连通。可选地，第二真空发生器为蒸汽压缩机或蒸汽喷射泵。
第二真空发生器403与第一真空发生器串联，提高硅芯炉腔210内的真空度，使得硅芯炉腔210内的压强小于0.001Pa。为除去硅芯炉腔210内挥发的P元素提供了更好的抽出气氛，更加便于P元素被抽出硅芯炉腔210，更加便于去除硅芯的杂质并提高硅芯的质量及电阻率，使得硅芯的电阻率达到1000Ω.cm以上。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种硅芯制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A)将硅芯原料棒和籽晶安装在硅芯炉腔内，关闭所述硅芯炉腔；
B)对所述硅芯炉腔进行持续地抽真空，使得所述硅芯炉腔内的压强小于标准大气压；和
C)加热所述硅芯原料棒产生熔区，利用所述籽晶拉制所述硅芯原料棒以便得到硅芯。
2.根据权利要求1所述的硅芯制备方法，其特征在于，所述步骤A)包括：
A-1)将硅芯原料棒和籽晶安装在所述硅芯炉腔内，关闭所述硅芯炉腔；
A-2)对所述硅芯炉腔进行抽真空；和
A-3)使用惰性气体对所述硅芯炉腔内进行气体填充；
可选地，重复实施步骤A-2)和步骤A-3)至少2次。
3.根据权利要求2所述的硅芯制备方法，其特征在于，所述步骤A)包括：
A-4)使用压力传感器来检测所述硅芯炉腔内的压强变化，以便得到所述硅芯炉腔的漏率；
可选地，检测所述硅芯炉腔内的压强变化的时间在1分钟到5分钟之间。
4.根据权利要求1所述的硅芯制备方法，其特征在于，所述步骤B)中，所述硅芯炉腔内的压强小于3Pa；
可选地，所述步骤B)中，所述硅芯炉腔内的压强小于0.001Pa。
5.根据权利要求1所述的硅芯制备方法，其特征在于，所述步骤B)中，对所述硅芯炉腔进行持续地抽真空的同时，通入惰性气体到所述硅芯炉腔内；
可选地，所述惰性气体包括氦气和氩气中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的硅芯制备方法，其特征在于，所述步骤B)中，所述硅芯炉腔内的压强小于100Kpa；
可选地，所述硅芯炉腔内的压强大于3Pa。
7.根据权利要求6所述的硅芯制备方法，其特征在于，还包括步骤D)，所述步骤D)包括：
D-1)将所述硅芯和所述籽晶从所述硅芯炉腔内取出分开后，再次将所述硅芯和所述籽晶安装在所述硅芯炉腔内，关闭所述硅芯炉腔；
D-2)对所述硅芯炉腔进行持续地抽真空，使得所述硅芯炉腔内的压强小于标准大气压；和
D-3)加热所述硅芯产生熔区进行除杂，利用所述籽晶拉制所述硅芯；
可选地，重复实施步骤D-1)、步骤D-2)和步骤D-3)至少1次。
8.一种硅芯制备设备，其特征在于，包括：
硅芯炉，所述硅芯炉包括底座和硅芯筒体，所述硅芯筒体安装在所述底座上，所述硅芯筒体具有硅芯炉腔、进气口和出气口，所述进气口和所述出气口与所述硅芯炉腔连通；
籽晶提拉装置，所述籽晶提拉装置与所述硅芯炉腔滑动连接，所述籽晶提拉装置的一端从所述硅芯炉腔上端伸入到所述硅芯炉腔内；
原料棒座，所述原料棒座位于所述硅芯炉腔内；
感应线圈，所述感应线圈安装在所述硅芯炉腔内，所述底座上设有电器控制装置，所述感应线圈与所述电器控制装置电连接；和
第一真空发生器，所述真空发生器通过抽空管道与所述出气口连通。
9.根据权利要求8所述的硅芯制备设备，其特征在于，所述硅芯炉腔包括上炉腔和下炉腔，所述出气口包括上出气口和下出气口，所述上出气口与所述上炉腔的上部连通，所述下出气口与所述下炉腔的下部连通。
10.根据权利要求8所述的硅芯制备设备，其特征在于，所述第一真空发生器包括第一真空泵和第二真空泵，所述第一真空泵和第二真空泵并联，所述第一真空泵和第二真空泵并联中的每一者都通过所述抽空管道与所述出气口连通，可选地，所述第一真空泵为罗茨泵，所述第二真空泵为扩散泵。
11.根据权利要求8所述的硅芯制备设备，其特征在于，还包括第二真空发生器，所述第一真空发生器为真空泵，所述第二真空发生器的一端与所述第一真空发生器连接，所述第二真空发生器的另一端通过所述抽空管道与所述出气口连通，可选地，所述第二真空发生器为蒸汽压缩机或蒸汽喷射泵。
12.根据权利要求9所述的硅芯制备设备，其特征在于，还包括压力传感器和观察窗，所述压力传感器安装在所述硅芯炉腔内，所述观察窗安装在所述硅芯筒体上，所述观察窗与所述下炉腔相对设置。
CN202110259705.5A 2021-03-10 2021-03-10 硅芯制备方法和硅芯制备设备 Pending CN113061988A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110259705.5A CN113061988A (zh) 2021-03-10 2021-03-10 硅芯制备方法和硅芯制备设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110259705.5A CN113061988A (zh) 2021-03-10 2021-03-10 硅芯制备方法和硅芯制备设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113061988A true CN113061988A (zh) 2021-07-02

Family

ID=76560350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110259705.5A Pending CN113061988A (zh) 2021-03-10 2021-03-10 硅芯制备方法和硅芯制备设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113061988A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114855262A (zh) * 2022-07-05 2022-08-05 江苏鑫华半导体科技股份有限公司 用于区熔的多晶硅棒的预处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2816056Y (zh) * 2005-04-15 2006-09-13 南京锗厂有限责任公司 一种新型区熔炉
US20100212588A1 (en) * 2007-08-02 2010-08-26 Sumco Techxiv Corporation Semiconductor single crystal production apparatus
CN101845667A (zh) * 2010-06-30 2010-09-29 峨嵋半导体材料研究所 一种高阻硅单晶的制备方法
CN104928757A (zh) * 2015-07-16 2015-09-23 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种pvt法碳化硅单晶炉保温系统的快速纯化方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2816056Y (zh) * 2005-04-15 2006-09-13 南京锗厂有限责任公司 一种新型区熔炉
US20100212588A1 (en) * 2007-08-02 2010-08-26 Sumco Techxiv Corporation Semiconductor single crystal production apparatus
CN101845667A (zh) * 2010-06-30 2010-09-29 峨嵋半导体材料研究所 一种高阻硅单晶的制备方法
CN104928757A (zh) * 2015-07-16 2015-09-23 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种pvt法碳化硅单晶炉保温系统的快速纯化方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114855262A (zh) * 2022-07-05 2022-08-05 江苏鑫华半导体科技股份有限公司 用于区熔的多晶硅棒的预处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107436106B (zh) 一种液态金属高温脉动热管的充液装置及方法
CN107723798B (zh) 一种高效率制备高纯半绝缘碳化硅单晶生长装置及方法
CN1032318C (zh) 生长多个单晶体的方法和设备
CN113061988A (zh) 硅芯制备方法和硅芯制备设备
CN105189834B (zh) 冷却速率控制装置及包括其的铸锭生长装置
US20100154701A1 (en) Silica crucible with pure and bubble free inner crucible layer and method of making the same
KR102095597B1 (ko) 실리콘 단결정의 제조 방법
JP6631468B2 (ja) 残湯吸引器のノズル位置の設定方法
FR2653694A1 (fr) Procedes et appareil pour la coulee de metaux par contre-gravite, notamment de metaux reactifs, avec l'air.
JP5344865B2 (ja) シリカガラス坩堝を製造する方法
KR101005988B1 (ko) 실리콘 단결정 잉곳 제조장치의 냉각 모듈 및 냉각 방법
CN108137378B (zh) 用于光纤生产的气体回收系统
KR102038925B1 (ko) 실리콘 단결정 제조 방법
CN215251330U (zh) 硅芯制备设备
CN111451498B (zh) 一种粉末冶金烧结的脱脂方法
KR20160006692A (ko) 실리콘 에피택셜 웨이퍼 및 실리콘 에피택셜 웨이퍼의 제조방법
CN109415841A (zh) 单晶硅的制造方法
TW201617491A (zh) 具有絲極固持總成的化學汽相沉積反應器
EP3514264B1 (en) Production method of single crystal silicon
RU2562484C1 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛА SiC
KR20190114997A (ko) 세정 방법
US8650755B2 (en) Method and equipment of making a length of heat conduction pipe in a vacuum environment from a semi-finished heat conduction pipe
CN109956467B (zh) 用于生长石墨烯的立式管式炉和挂架
JP2017206420A (ja) シリコン単結晶の製造方法およびシリコン単結晶
CN114950308B (zh) 纯化设备及热场配件纯化方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210702