CN207210575U - 一种适用于cz法拉制重掺硼单晶硅棒的热场装置 - Google Patents
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Abstract
一种一种适用于CZ法拉制重掺硼单晶硅棒的热场装置，包括了底盘、保温桶、保温盖、加热器和热屏；所述的保温桶从下往上由下保温筒、主保温桶和上保温筒三段构造固定组合安装；所述的加热器沿主保温桶的内壁固定布设；所述的热屛呈漏斗状，下沿口伸入到加热器中；所述的上保温筒高度小于等于加热器高度的所述的热屛下沿口伸入加热器的长度不大于自身高度的所述的热屛下沿口的内径不小于所拉制晶棒直径的2倍。有益效果在于：控制方便、见效快，有效避免了因热场长晶界面温度梯度过大诱发的重掺硼单晶产生小角晶界缺陷的问题；结构简单，改造方便，能够在原有设备基础上实施，节约设备成本；提高了单晶硅棒利用率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于CZ法拉制重掺硼单晶硅领域，具体涉及一种消除小角晶界缺陷的热场。
背景技术
重掺硼硅单晶是最重要的P型重掺硅单晶，具有电阻率分布均匀、吸杂能力强、机械性能较好等优点。在实际生产中，电阻率低于0.01欧姆厘米的超低电阻率的直拉重掺硼单晶硅较难获得，而器件制作为了得到不同电压响应的器件，又要求衬底硅片的电阻率达到0.01欧姆厘米以下。
对于电阻率低于0.01欧姆厘米的超低电阻率的直拉重掺硼硅单晶而言，在晶体生长过程中很容易产生小角晶界现象，小角晶界的存在极大的破坏了晶体完整性，使得单晶失去无位错状态。主要原因在于，生产界面温度梯度过大必然导致较大的体积应变能及晶格畸变，进一步演化为生长时的略微晶向差异，这些有着晶向上略微不匹配的晶核生长时台阶的汇合，就容易产生位错等缺陷，这些缺陷在重掺硼硅单晶较强的位错钉扎作用下很快演化成小角晶界，通过小角晶界来释放起较大的体积应变能。
行业内为了消除小角晶界缺陷，理论上可以采用增加加热器功率降低生产界面温度梯度和降低埚位降低生产界面温度梯度的两种工艺方法,能够有效降低小角晶界重掺硼硅单晶。但是，实际生产中发现，上述两种方法不能完全杜绝小角晶界缺陷产生。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决CZ法拉制重掺硼单晶硅棒过程中温度梯度过大，易诱发单晶硅棒中产生小角晶界缺陷的问题，提供一种适用于CZ法拉制重掺硼单晶硅棒消除小角晶界缺陷的热场装置，能有效控制热场温度梯度并消除重掺硼单晶硅棒小角晶界缺陷。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是通过设置热场构造，通过控制热屛高度使单晶硅棒拉制生产过程生长界面处于绝对加热器高温发热区，通过控制热屛口径使单晶硅棒长晶部位横向温度梯度降低，从而保证热场拉制生产过程中，温度梯度波动变化降至满足生产无小角晶界缺陷重掺硼单晶硅棒是需要的生长机理要求，从而实现消除由热场梯度过大诱发的重掺硼单晶硅棒小角晶界问题。
本实用新型一种适用于CZ法拉制重掺硼单晶硅棒的热场装置，包括了底盘、保温桶、保温盖、加热器和热屏，保温桶安装设置在底盘上，保温桶上部安装保温盖，加热器固定安装在保温桶的内壁上，热屛固定设置在保温盖的口部；所述的保温桶从下往上由下保温筒、主保温桶和上保温筒三段构造固定组合安装；所述的加热器沿主保温桶的内壁固定布设；所述的热屛呈漏斗状，下沿口伸入到加热器中；所述的上保温筒高度小于等于加热器高度的所述的热屛下沿口伸入加热器的长度不大于自身高度的所述的热屛下沿口的内径不小于所拉制晶棒直径的2倍。
所述的下保温筒、主保温桶和上保温筒密封相接，直径依次减小。
所述的加热器高度与主保温桶高度相同。
所述的热屛侧壁为保温空腔结构，内部填充隔热气体。
所述的底盘隔热设置。
本实用新型的有益效果在于：控制方便、见效快，有效避免了因热场长晶界面温度梯度过大诱发的重掺硼单晶产生小角晶界缺陷的问题；结构简单，改造方便，能够在原有设备基础上实施，节约设备成本；提高了单晶硅棒利用率，降低了生产成本。
附图说明
附图1为本实用新型的构造示意图；
附图中：
炉体1、底盘2、保温桶3、下保温筒31、主保温桶32、上保温筒33、保温盖4、加热器5、热屏6。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述；任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
如附图1所示，本实用新型一种适用于CZ法拉制重掺硼单晶硅棒的热场装置安装设置在单晶硅拉直炉体1中，能够配合设备采用CZ法拉制重掺硼单晶硅棒。
热场装置包括了底盘2、保温桶3、保温盖4、加热器5和热屏6，保温桶3安装设置在底盘2上，保温桶3上部安装保温盖4，加热器5固定安装在保温桶3的内壁上，热屛6固定设置在保温盖4的口部。单晶硅棒生产过程中，原料坩埚固定安装在保温桶3，拉制机拉伸的硅棒是从热屏6中穿过拉出，硅棒的生长不为处在底盘2、保温桶3和保温盖4构成的保温热场中，整个空间是通过加热器5控制加热，由于不是一个完全密闭的空间，存在梯度温度的变化；热屛6的构造就是为更好的利用热场空间内的温度，使硅棒在拉直过程中让长晶部位稳定生长。
本实用新型中的保温桶3从下往上由下保温筒31、主保温桶32和上保温筒33三段构造固定组合安装，下保温筒31、主保温桶32和上保温筒33密封相接，直径依次减小；所述的加热器5沿主保温桶32的内壁固定布设，加热器5高度与主保温桶32高度相同；所述的热屛6呈漏斗状，热屛6侧壁为保温空腔结构，内部填充隔热气体，下沿口伸入到加热器5中；所述的上保温筒33高度小于等于加热器5高度的所述的热屛6下沿口伸入加热器5的长度不大于自身高度的所述的热屛6下沿口的内径不小于所拉制晶棒直径的2倍。
Claims (5)
1.一种适用于CZ法拉制重掺硼单晶硅棒的热场装置，包括了底盘、保温桶、保温盖、加热器和热屏，保温桶安装设置在底盘上，保温桶上部安装保温盖，加热器固定安装在保温桶的内壁上，热屛固定设置在保温盖的口部；其特征在于：所述的保温桶从下往上由下保温筒、主保温桶和上保温筒三段构造固定组合安装；所述的加热器沿主保温桶的内壁固定布设；所述的热屛呈漏斗状，下沿口伸入到加热器中；所述的上保温筒高度小于等于加热器高度的所述的热屛下沿口伸入加热器的长度不大于自身高度的所述的热屛下沿口的内径不小于所拉制晶棒直径的2倍。
2.如权利要求1所述的适用于CZ法拉制重掺硼单晶硅棒的热场装置，其特征在于：所述的下保温筒、主保温桶和上保温筒密封相接，直径依次减小。
3.如权利要求1所述的适用于CZ法拉制重掺硼单晶硅棒的热场装置，其特征在于：所述的加热器高度与主保温桶高度相同。
4.如权利要求1所述的适用于CZ法拉制重掺硼单晶硅棒的热场装置，其特征在于：所述的热屛侧壁为保温空腔结构，内部填充隔热气体。
5.如权利要求1所述的适用于CZ法拉制重掺硼单晶硅棒的热场装置，其特征在于：所述的底盘隔热设置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114481297A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-13 | 杭州中欣晶圆半导体股份有限公司 | 消除重掺硼小角晶界的方法 |
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