CN203700579U - 单晶炉热场 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单晶炉热场，包括支撑筒，所述支撑筒内设置有加热器、电极及坩埚，所述加热器围绕坩埚设置，所述电极与所述加热器电连接；其特征在于，所述支撑筒包括外筒和内筒，所述外筒与内筒之间具有间隙，所述外筒与内筒之间的间隙内设置有保温衬筒，所述保温衬筒围绕所述加热器及坩埚设置。本实用新型中的单晶炉热场，既降低了能耗，又降低了晶棒中的铁含量。能耗降低45%，仅为原来的55%。晶棒每立方厘米铁离子平均含量达到3.02E+10；边缘部分铁离子含量达到1.22E+11，均比使用现有单晶炉热场拉制的晶棒少一个数量级。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种单晶炉热场。
背景技术
随着半导体市场竞争的日趋激烈，降低能耗、节省成本、提升良率成为技术发展的核心。节能降耗已成为国家近几年的规划目标。目前单晶硅生产过程中的主要用电负载为单晶炉。单晶炉的耗电量占总用电量的45%，耗电量大是单晶生长的一个大问题，如何能在确保单晶产量的前提下，达到节能降耗的目标是一个急需解决的问题。另外，使用现有的单晶炉热场，拉制的晶棒铁含量较高，晶棒每立方厘米铁离子平均含量达到2.83E+11；边缘部分铁离子含量达到2.89E+12。铁离子含量过高，导致晶棒质量下降，无法满足后续生产要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可拉制铁含量低的晶棒的单晶炉热场。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
单晶炉热场，包括支撑筒，所述支撑筒内设置有加热器、电极及坩埚，所述加热器围绕坩埚设置，所述电极与所述加热器电连接；其特征在于，所述支撑筒包括外筒和内筒，所述外筒与内筒之间具有间隙，所述外筒与内筒之间的间隙内设置有保温衬筒，所述保温衬筒围绕所述加热器及坩埚设置。
优选地是，还包括导流筒；所述内筒下端与所述外筒内壁连接，所述导流筒支撑在所述内筒上端；所述支撑筒内设置有盖板，所述盖板设置在所述导流筒上方；所述盖板可活动地设置在支撑筒内。
优选地是，所述内筒包括竖直延伸的内筒壁和支撑筒中心轴线方向延伸的支撑板；所述导流筒上端边缘支撑在所述支撑板上，所述导流筒下端位于所述坩埚上端以下。
优选地是，所述外筒内壁设置有碳纤维托盘，所述内筒下端及所述保温衬筒下端均支撑在所述碳纤维托盘上。
优选地是，所述碳纤维托盘下方设置有保温罩，所述保温罩围绕所述电极设置；所述碳纤维托盘支撑在所述保温罩上端。
优选地是，所述导流筒包括相互连接的内导流筒和外导流筒；内导流筒设置在外导流筒内，内导流筒与外导流筒之间具有间隙，所述间隙内设置有保温材料。
本实用新型中的单晶炉热场，既降低了能耗，又降低了晶棒中的铁含量。能耗降低45%，仅为原来的55%。晶棒每立方厘米铁离子平均含量达到3.02E+10；边缘部分铁离子含量达到1.22E+11，均比使用现有单晶炉热场拉制的晶棒少一个数量级。
附图说明
图1为本实用新型中的单晶炉热场轴向剖视图。
图2为本实用新型热场与现有热场能耗对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：
如图1所示，单晶炉热场，包括支撑筒10，支撑筒10包括外筒11和内筒12。外筒11与内筒12之间具有间隙。内筒12包括竖直延伸的内筒壁121和支撑板122。支撑板122自内筒壁121向支撑筒中心轴线X方向延伸，其延伸的长度可依据实际需要确定。外筒11与内筒12之间的间隙内设置有保温衬筒13。支撑筒内设置有导流筒20。导流筒20包括相互连接的内导流筒21和外导流筒22。内导流筒21设置在外导流筒22内。内导流筒21与外导流筒22之间具有间隙，间隙内设置有保温材料23。导流筒20上端支撑在支撑板122上。支撑筒内设置有盖板14。盖板14设置在导流筒20上方。盖板14可活动地设置，一般通过导流筒20向坩埚30内加料，并在加料完成后将导流筒20完全覆盖。另外，盖板14还可以设置通孔，穿过通孔将硅材料通过导流筒20加入至坩埚30内，并使拉制的晶棒穿过通孔，以便生产。
外筒11内壁设置有碳纤维托盘15。内筒12下端及保温衬筒13下端均支撑在碳纤维托盘15上。外筒11内壁还设置有保温罩16。碳纤维托盘15支撑在保温罩16上端。
支撑筒10内设置有电极17和加热器18。电极17与加热器18电连接，并设置在加热器18下方。保温罩16围绕电极17设置。内筒围绕加热器18设置。坩埚30设置在加热器18内，即加热器18围绕坩埚30设置。导流筒20上端支撑在支撑板122上，下端201位于坩埚30上端以下。
使用以上结构制造18寸单晶炉热场，生产9根晶棒的能耗数据与使用现有热场生产的能耗数据对比图如图2所示。根据实验，使用本实用新型中的单晶炉热场，平均等径功率小于45KW，可降低能耗45%以上。拉制的晶棒每立方厘米铁离子平均含量达到3.02E+10；边缘部分铁离子含量达到1.22E+11，均比使用现有单晶炉热场拉制的晶棒少一个数量级。
本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围内。
Claims (6)
1.单晶炉热场，包括支撑筒，所述支撑筒内设置有加热器、电极及坩埚，所述加热器围绕坩埚设置，所述电极与所述加热器电连接；其特征在于，所述支撑筒包括外筒和内筒，所述外筒与内筒之间具有间隙，所述外筒与内筒之间的间隙内设置有保温衬筒，所述保温衬筒围绕所述加热器及坩埚设置。
2.根据权利要求1所述的单晶炉热场，其特征在于，还包括导流筒；所述内筒下端与所述外筒内壁连接，所述导流筒支撑在所述内筒上端；所述支撑筒内设置有盖板，所述盖板设置在所述导流筒上方；所述盖板可活动地设置在支撑筒内。
3.根据权利要求2所述的单晶炉热场，其特征在于，所述内筒包括竖直延伸的内筒壁和支撑筒中心轴线方向延伸的支撑板；所述导流筒上端边缘支撑在所述支撑板上，所述导流筒下端位于所述坩埚上端以下。
4.根据权利要求1所述的单晶炉热场，其特征在于，所述外筒内壁设置有碳纤维托盘，所述内筒下端及所述保温衬筒下端均支撑在所述碳纤维托盘上。
5.根据权利要求4所述的单晶炉热场，其特征在于，所述碳纤维托盘下方设置有保温罩，所述保温罩围绕所述电极设置；所述碳纤维托盘支撑在所述保温罩上端。
6.根据权利要求2所述的单晶炉热场，其特征在于，所述导流筒包括相互连接的内导流筒和外导流筒；内导流筒设置在外导流筒内，内导流筒与外导流筒之间具有间隙，所述间隙内设置有保温材料。
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