CN205152399U - 一种扩散炉用石英管 - Google Patents

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徐海涛
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Abstract

本实用新型属于半导体领域，涉及一种二极管芯片制备用扩散炉组件，具体涉及一种扩散炉用石英管，包括具有一个内腔的管体，管体内置有石英舟，石英舟上均匀排列有硅片，其特征在于：所述的管体的一端顶部并排设置有两个进气口，每个进气口均连通有进气管，分别为N2进气管和O2进气管，每个进气管从管体内通向管体的另一端且管端封闭，位于管体内的进气管下表面均匀开设有进气孔；所述的管体的一端底部设置有一个排气口，排气口连通有排气管，排气管从管体内通向管体的另一端且管端封闭，位于管体内的排气管上表面均匀开设有排气孔。本实用新型既解决了产生层流的问题，又能有效降低成本。

Description

一种扩散炉用石英管
技术领域
本实用新型属于半导体领域，涉及一种二极管芯片制备用扩散炉组件，具体涉及一种扩散炉用石英管。
背景技术
扩散炉是半导体生产线前工序的重要工艺设备之一，用于大规模集成电路、分立器件、电力电子、光电器件和光导纤维等行业的扩散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。扩散炉与其内的石英管相配合，常用于半导体硅片的高温扩散，进而生产得到芯片。
目前在扩散工艺中，扩散源主要分为气态源、液态源和纸源，纸源涂覆扩散目前已经成为主流技术手段。在纸源扩散工艺中，扩散炉用石英管设置在扩散炉的腔体内，并通过加热扩散炉来升温，其中石英管的一端设置有多个分别用于通入多种高纯气体的进气口，石英管的另一端设置有用于排出多余气体的排气口。在扩散工艺过程中，待扩散的硅片置于石英管中央，石英管在扩散炉的腔体内升温至1250℃，多种高纯气体从进气口进入管内，并与扩散源在高温下反应并扩散进入硅片内，多余的气体则从排气口排出。然而，从进气口通入的多种高纯气体间密度差异较大，在进入管内后便形成层流，即密度小的气体在最上面，并且从上到下气体的密度依次增大，如氮气在上面，氧气在最下面。这些混合不均的气体在遇到硅片后，反应速度及扩散速度随高度的变化而变化，导致扩散源在硅片的上、下部分扩散浓度不均；此外，硅片的直径越大，扩散源在硅片上浓度的离散性越大。上述情况最终都将影响芯片的良品率。
另外一种喷淋式通气方法虽然解决了反应气体产生层流的问题，但是所有气体只由一根进气管通入到炉膛内，这就需要在一根进气管上加工上多个进气口并连接外置的气源，但是由于进气管通常由石英或者碳化硅制成，因此在加工时就需要单独的模具，并且需要经常更换，造成成本的加大，且费时费力。
实用新型内容
根据以上现有技术的不足，本实用新型提供一种扩散炉用石英管，通过对传统喷淋式通气进行改进，既解决了产生层流的问题，又能够有效降低成本。
本实用新型所述的一种扩散炉用石英管，包括具有一个内腔的管体，管体内置有石英舟，石英舟上均匀排列有硅片，其特征在于：所述的管体的一端顶部并排设置有两个进气口，每个进气口均连通有进气管，分别为N2进气管和O2进气管，每个进气管从管体内通向管体的另一端且管端封闭，位于管体内的进气管下表面均匀开设有进气孔；所述的管体的一端底部设置有一个排气口，排气口连通有排气管，排气管从管体内通向管体的另一端且管端封闭，位于管体内的排气管上表面均匀开设有排气孔。
其中，优选方案如下：
进气孔和排气孔的直径为0.5～1.5mm。
进气管和排气管均为碳化硅材料制成。碳化硅材料化学稳定性好，使用寿命长。
本实用新型所具有的有益效果是：区别于传统的喷淋式通气，传统的喷淋式通气只由一根进气管进气，本实用新型由两个进气管独立进气，避免了进气管制作时需要单独开模，减小了成本；喷淋式设计，磷源在硅片上浓度的离散性小，提高了芯片的良品率；可以避免气体层流的产生，进气管和排气管均能够横跨整个硅片区域，气体可以自上向下流动，流动更加均匀，磷源能够更好的在硅片上扩散。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的截面视图；
图中：1、管体2、石英舟3、硅片4、N2进气管5、O2进气管6、进气孔7、排气管8、排气孔。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。
实施例1：
如图1和图2所示，一种扩散炉用石英管，包括具有一个内腔的管体1，管体1内置有石英舟2，石英舟2上均匀排列有硅片3，所述的管体1的一端顶部并排设置有两个进气口，每个进气口均连通有进气管，分别为N2进气管4和O2进气管5，每个进气管从管体1内通向管体1的另一端且管端封闭，位于管体1内的进气管下表面均匀开设有进气孔6；所述的管体1的一端底部设置有一个排气口，排气口连通有排气管7，排气管7从管体内通向管体1的另一端且管端封闭，位于管体1内的排气管7上表面均匀开设有排气孔8。
进气孔6和排气孔8的直径为1mm。
进气管和排气管7均为碳化硅材料制成。碳化硅材料化学稳定性好，使用寿命长。

Claims (3)

1.一种扩散炉用石英管，包括具有一个内腔的管体，管体内置有石英舟，石英舟上均匀排列有硅片，其特征在于：所述的管体的一端顶部并排设置有两个进气口，每个进气口均连通有进气管，分别为N2进气管和O2进气管，每个进气管从管体内通向管体的另一端且管端封闭，位于管体内的进气管下表面均匀开设有进气孔；所述的管体的一端底部设置有一个排气口，排气口连通有排气管，排气管从管体内通向管体的另一端且管端封闭，位于管体内的排气管上表面均匀开设有排气孔。
2.根据权利要求1所述的一种扩散炉用石英管，其特征在于：进气孔和排气孔的直径为0.5～1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种扩散炉用石英管，其特征在于：进气管和排气管均为碳化硅材料制成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114262781A (zh) * 2021-12-27 2022-04-01 湖南艾科威智能装备有限公司 一种热工设备的匀气机构

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Denomination of utility model: Quartz tube for diffusion furnace

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Granted publication date: 20160413

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Pledgor: QINGDAO JINHUIYUAN ELECTRONICS CO., LTD.

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Granted publication date: 20160413

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