CN201793813U - 低能耗单晶热场 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种低能耗单晶热场，包括炉体，所述的炉体内壁之上而下依次设置有顶保温层、上保温筒、主保温筒、排气口、底保温层和炉底保温层，所述的炉体内腔中心设置有支撑轴，支撑轴上具有坩埚托盘，所述的坩埚托盘上依次托有支撑坩埚和石英坩埚，所述的石英坩埚内盛放有将单晶硅体融化的熔融硅，所述的上保温筒内具有上保温层，所述的主保温筒内设置有主保温层，所述的主保温筒与支撑坩埚之间设置有加热器，所述的顶保温层连接有热屏隔热层，所述的热屏隔热层的下端宽度大于上端宽度且下端为圆弧平滑过渡。采用本实用新型不仅提高单晶硅棒的拉晶速度20％，而且降低能耗20％以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种硅晶生长的热场结构，尤其是一种低能耗单晶热场。
背景技术
半导体硅单晶生长中，大约85％是采用直拉法制造。在这样方式中，多晶硅被装进石英坩埚中，加热融化，然后，将熔硅略作降温，给予一定的过冷度，把一支特定晶向的硅单晶体(籽晶)与熔体硅接触，通过调整熔体的温度和籽晶向上提升速度，使籽晶体长大至目标直径时，提高拉速，使单晶体近等直径生长。在生长过程尾期，此时坩埚内的硅熔体尚未完全消失，通过增加晶体的提升速度和调整向埚的供热量将晶体直径逐渐减少而形成一个锥形，收尖后即可与熔体脱离，进而完成整个长晶过程。在整个熔化和长晶过程中，需要构建一个1400℃左右的高温环境，与环境温度存在巨大的温差，因而存在巨大的热量损失，需要对热系统进行设计，尽可能的减少系统的热损失，降低能耗，节约生产成本。生产单晶硅的热场结构，多诸多相似之处，均是根据自己的使用条件对热场局部做调整。但能耗、拉晶速度、气流分布等热场参数仍然存在较大的优化空间。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种能够提高拉制单晶硅棒的拉晶速度，降低能耗，缩短生产周期的低能耗单晶热场。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低能耗单晶热场，包括炉体，所述的炉体内壁之上而下依次设置有顶保温层、上保温筒、主保温筒、排气口、底保温层和炉底保温层，所述的炉体内腔中心设置有支撑轴，支撑轴上具有坩埚托盘，所述的坩埚托盘上依次托有支撑坩埚和石英坩埚，所述的石英坩埚内盛放有将单晶硅体融化的熔融硅，所述的上保温筒内具有上保温层，所述的主保温筒内设置有主保温层，所述的主保温筒与支撑坩埚之间设置有加热器，所述的顶保温层连接有热屏隔热层，所述的热屏隔热层的下端宽度大于上端宽度且下端为圆弧平滑过渡。
进一步具体的说，本实用新型所述的上保温层内径与支撑坩埚外径之间的间隙为15～25mm，所述的上保温层下沿与加热器上沿的距离为20～50mm，所述的底保温层上表面不超过炉体上的排气口下沿，厚度为60～80mm，所述的热屏隔热层上端最小处的厚度为10mm～20mm。
本实用新型的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，增加导热筒夹层的厚度，增加高温硅熔体向上的传热热阻，进而增加靠近结晶界面处的晶体中的纵向温度梯度，从而提高拉晶速度；减少上保温筒内壁直径，增加上保温筒的保温层厚度，使其阻挡加热器向上的散热器，降低功耗；增强炉底保温，减少热区空间。不仅提高单晶硅棒的拉晶速度20％，而且降低能耗20％以上。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的优选实施例的结构示意图；
图中：1、炉体；2、顶保温层；3、上保温层；4、热屏隔热层；5、上保温筒；6、加热器；7、主保温层；8、主保温筒；9、坩埚托盘；10、排气口；11、底保温层；12、炉底保温层；13、支撑轴；14、单晶硅棒；15、石英坩埚；16、支撑坩埚；17、熔融硅。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示的一种低能耗单晶热场，包括炉体1，所述的炉体1内壁之上而下依次设置有顶保温层2、上保温筒5、主保温筒8、排气口10、底保温层11和炉底保温层12，所述的炉体1内腔中心设置有支撑轴13，支撑轴13上具有坩埚托盘9，所述的坩埚托盘9上依次托有支撑坩埚16和石英坩埚15，所述的石英坩埚15内盛放有将单晶硅体融化的熔融硅17，所述的上保温筒5内具有上保温层3，所述的主保温筒8内设置有主保温层7，所述的主保温筒8与支撑坩埚16之间设置有加热器6，所述的顶保温层2连接有热屏隔热层4，所述的热屏隔热层4的下端宽度大于上端宽度且下端为圆弧平滑过渡。
本实用新型将底保温层11的厚度增加到与排气口10下沿位置。上保温筒5内径与加热器6内径相当，从而增加上保温层厚度。增加热屏下端的厚度，最大处增至50mm左右，且热屏下端为圆弧平滑过渡，减少气流阻力。热屏上端，其内部的保温层厚度不低于10mm。按照本实用新型的设计思路，对以上热场进行实验表明：拉制6in单晶硅棒时，平均拉晶速度可达1.5mm/min以上。拉制8in单晶硅棒时，平均拉晶速度可达1.2mm/min以上。能耗由传统热场的60～80kw，降低至45～55kw，降低20％以上。同时，由于热屏与上保温筒直径的空间变小，气流速度加快，减少了气流中所携带的挥发份在该处的沉积，使得热场的清洁更为方便。
以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。
Claims (5)
1.一种低能耗单晶热场，包括炉体(1)，其特征在于：所述的炉体(1)内壁之上而下依次设置有顶保温层(2)、上保温筒(5)、主保温筒(8)、排气口(10)、底保温层(11)和炉底保温层(12)，所述的炉体(1)内腔中心设置有支撑轴(13)，支撑轴(13)上具有坩埚托盘(9)，所述的坩埚托盘(9)上依次托有支撑坩埚(16)和石英坩埚(15)，所述的石英坩埚(15)内盛放有将单晶硅体融化的熔融硅(17)，所述的上保温筒(5)内具有上保温层(3)，所述的主保温筒(5)内设置有主保温层(7)，所述的主保温筒(8)与支撑坩埚(16)之间设置有加热器(6)，所述的顶保温层(2)连接有热屏隔热层(4)，所述的热屏隔热层(4)的下端宽度大于上端宽度且下端为圆弧平滑过渡。
2.如权利要求1所述的低能耗单晶热场，其特征在于：所述的上保温层(3)内径与支撑坩埚(16)外径之间的间隙为15～25mm。
3.如权利要求1所述的低能耗单晶热场，其特征在于：所述的上保温层(3)下沿与加热器(6)上沿的距离为20～50mm。
4.如权利要求1所述的低能耗单晶热场，其特征在于：所述的底保温层(11)上表面不超过炉体(1)上的排气口(10)下沿，厚度为60～80mm。
5.如权利要求1所述的低能耗单晶热场，其特征在于：所述的热屏隔热层(4)上端最小处的厚度为10mm～20mm。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102212875A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-10-12 | 无锡中能晶科光电科技股份有限公司 | 一种硅单晶炉的热场系统 |
| CN106319619A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-01-11 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种6英寸直拉重掺硅单晶无位错生长工艺及其热场系统 |
| CN107779946A (zh) * | 2016-08-25 | 2018-03-09 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 热屏组件及单晶提拉炉热场结构 |
| CN109666968A (zh) * | 2017-10-16 | 2019-04-23 | 胜高股份有限公司 | 硅单晶的制造方法 |
| CN114277434A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-05 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 一种用于单晶生长的热场调节装置和方法 |
| CN114592238A (zh) * | 2020-12-02 | 2022-06-07 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 带移动保温的单晶生长设备及单晶生长方法 |
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2010
- 2010-09-28 CN CN2010205450806U patent/CN201793813U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102212875A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-10-12 | 无锡中能晶科光电科技股份有限公司 | 一种硅单晶炉的热场系统 |
| CN107779946A (zh) * | 2016-08-25 | 2018-03-09 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 热屏组件及单晶提拉炉热场结构 |
| CN106319619A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-01-11 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种6英寸直拉重掺硅单晶无位错生长工艺及其热场系统 |
| CN109666968A (zh) * | 2017-10-16 | 2019-04-23 | 胜高股份有限公司 | 硅单晶的制造方法 |
| CN109666968B (zh) * | 2017-10-16 | 2021-02-09 | 胜高股份有限公司 | 硅单晶的制造方法 |
| CN114592238A (zh) * | 2020-12-02 | 2022-06-07 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 带移动保温的单晶生长设备及单晶生长方法 |
| CN114277434A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-05 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 一种用于单晶生长的热场调节装置和方法 |
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