CN203474955U - 一种用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，特别之处是，它包括高压桶和位于高压桶内的载料舟，所述高压桶外廓为圆柱形，高压桶为中空结构，其顶部封闭、底部为通透的环形平面，高压桶内设有挂台，载料舟悬挂在挂台处。本实用新型使用时，高压筒底部全部浸入熔硅中，气体通道部分露出熔硅表面，使挥发器装置内的气体有溢出口，防止挥发器与熔硅接触时，因挥发器内锑合金挥发时的气压升高造成挥发器抖动过激造成事故，有效解决气体空间的剧烈变化而产生的掺杂效率低的问题。采用本实用新型的有益效果是：明显减少了耗材用量，提高了杂质利用效率。试验表明，采用该装置掺入杂质与传统工艺相比，杂质掺入效率由15%~20%提高至75%~85%。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种硅单晶生产所用的装置，特别是用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，属于半导体材料技术领域。
背景技术
半导体材料单晶硅的生产是在单晶炉中拉制出来的，目前，通用的生产工序是：清炉-向石英锅中投料-关闭炉门、升温熔料-掺入影响产品电性参数的杂质-拉制单晶硅棒-冷却、开炉、取单晶硅棒。这是一套沿用多年的成熟工艺，常用的掺杂剂包括锑和砷。现有的掺杂锑工艺所采用的重掺锑杂质装置，包括钟形的外罩和载料舟，外罩的底端为非平面，外罩的底端部分浸入熔硅中。该装置由于结构设计的缺陷，在使用时存有以下问题：外罩底部与熔硅液面有较大缝隙，由于锑在低压高温下的挥发速度快，与熔硅的反应速度较同系其它杂质快，过快的挥发速率，容易产生掺入效率低的问题，杂质掺入效率往往只有15%~20%，需大剂量掺杂或多次性掺杂，造成了掺杂过程中的杂质消耗大；需多次掺杂影响生产时间长，造成生产成本偏高；汽化热比较大，从汽化初的剧烈膨胀到汽化完毕体积变化大，极易造成倒吸事故。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种可明显提高耗材利用率、降低生产成本的用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置。
本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：
一种用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，特别之处是，它包括高压桶和位于高压桶内的载料舟，所述高压桶外廓为圆柱形，高压桶为中空结构，其顶部封闭、底部为通透的环形平面，高压桶内设有挂台，所述载料舟悬挂在挂台处。
上述用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，所述高压桶的底部设有数个气体通道。
上述用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，所述气体通道沿高压桶底部均布，气体通道为4-8个。
上述用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，所述各气体通道的高度为10-15毫米，气体通道的宽度为5-10毫米。
上述用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，所述高压桶顶部设有梯形桶系，桶系的中部设有连接孔，连接孔与钢丝绳连接。
上述用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，所述挂台处设有挂槽，所述载料舟上对称设置舟耳，舟耳与挂槽匹配挂合。
本实用新型针对解决普通重掺锑杂质装置因结构缺陷导致锑杂质有效利用率低的问题进行了改进，设计了一种可提高锑杂质有效利用率的重掺锑杂质挥发器装置。所述挥发器装置包括外部高压桶和位于高压桶内的载料舟，高压桶采用直筒形结构，其底部为环形平面，在高压筒的下部设有数个气体通道。本实用新型使用时，高压筒底部全部浸入熔硅中，气体通道部分露出熔硅表面，使挥发器装置内的气体有溢出口，防止挥发器与熔硅接触时，因挥发器内锑合金挥发时的气压升高造成挥发器抖动过激造成事故，有效解决因气体空间的剧烈变化而产生的掺杂效率低的问题。采用本实用新型的有益效果是：明显减少了耗材用量，提高了杂质利用效率。试验表明，采用该装置掺入杂质与传统工艺相比，杂质掺入效率由15%~20%提高至75%~85%。此外，本实用新型还具有结构简单、操作方便、易于实现等特点。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本实用新型使用状态示意图。
图中各标号清单为：1、钢丝绳，2、连接孔，3、桶系，4、高压桶，5、挂台，5-1、挂槽，6、载料舟，6-1、舟耳，7、锑，8、气体通道，9、石英锅。
具体实施方式
参看图1、图2，本实用新型包括高压桶4和位于高压桶内的载料舟6。高压桶外廓为圆柱形，高压桶为中空结构，其顶部封闭、底部为通透的环形平面，高压桶内设有悬挂载料舟的挂台5，挂台上设有挂槽5-1。所述载料舟6的外廓也是圆柱形，载料舟为中空结构，其顶部通透，底部封闭，载料舟内盛装有待掺杂的锑7，载料舟6上对称设置舟耳6-1，舟耳与挂槽匹配挂合。
仍参看图1、图2，所述高压桶4的底部设有4-8个气体通道8，气体通道沿高压桶底部均布，各气体通道的高度为10-15毫米，气体通道的宽度为5-10毫米。气体通道的作用是为了使挥发器装置内的气体有溢出口，气体由气体通道平稳溢出，防止挥发器与熔硅接触时，因挥发器内锑合金挥发时的气压升高造成挥发器装置抖动过激导致事故，有效解决因气体空间的剧烈变化而产生的低掺杂效率问题。
仍参看图1、图2，在高压桶4顶部设有梯形桶系3，桶系中部设有连接孔2，连接孔与钢丝绳1连接，钢丝绳将所述挥发器装置悬吊在单晶炉内。
参看图3，本实用新型使用时，当石英锅9中的多晶硅料熔完后，将载有杂质锑的挥发器装置放进单晶炉副室内部，挥发器装置由单晶炉副室内下降直至与石英锅9内的熔硅接触，高压桶底部浸入熔硅中，气体通道8在高度方向上浸入熔硅中约二分之一。锑掺杂完毕取出挥发器装置，即开始拉晶。
Claims (6)
1.一种用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，其特征在于，它包括高压桶（4）和位于高压桶内的载料舟（6），所述高压桶外廓为圆柱形，高压桶为中空结构，其顶部封闭、底部为通透的环形平面，高压桶内设有挂台，所述载料舟悬挂在挂台处。
2.根据权利要求1所述的用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，其特征在于，所述高压桶（4）的底部设有数个气体通道（8）。
3.根据权利要求2所述的用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，其特征在于，所述气体通道（8）沿高压桶底部均布，气体通道为4-8个。
4.根据权利要求3所述的用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，其特征在于，所述各气体通道（8）的高度为10-15毫米，气体通道的宽度为5-10毫米。
5.根据权利要求4所述的用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，其特征在于，所述高压桶（4）顶部设有梯形桶系，桶系（3）的中部设有连接孔（2），连接孔与钢丝绳（1）连接。
6.根据权利要求5所述的用于单晶炉重掺锑杂质的挥发器装置，其特征在于，所述挂台（5）处设有挂槽（5-1），所述载料舟（6）上对称设置舟耳（6-1），舟耳与挂槽匹配挂合。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105970295A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-09-28 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 一种液相法生长碳化硅晶体的装置及方法 |
| CN111364098A (zh) * | 2018-12-26 | 2020-07-03 | 有研半导体材料有限公司 | 一种用于重掺直拉单晶的掺杂装置 |
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Granted publication date: 20140312 Termination date: 20180830 |
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