CN211284618U - 一种用于直拉法中检测大直径单晶硅是否晃动的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于直拉法中检测大直径单晶硅是否晃动的装置。该装置包括在单晶炉内部设置在籽晶夹头上方软轴上的两个红外线发射器和两个红外线接收器；两个红外线发射器和两个红外线接收器分别设置在单晶炉中心轴上的同一位置；两个红外线发射器发射红外线的方向相反并分别垂直于单晶炉内壁；每个红外线接收器分别接收其中一个红外线发射器发出并被炉体内壁反射回的红外线；两个红外线接收器分别通过软轴与单晶炉外的显示器连接；通过比较两个红外线接收器的红外线信号数据，来判断单晶硅是否晃动。利用本实用新型的装置，能够实时的观测晶体是否在炉内最中心的位置，进而能够实时采取措施来保证稳定安全的生产环境，预防单晶脱落的可能。

Description

一种用于直拉法中检测大直径单晶硅是否晃动的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于直拉法中检测大直径单晶硅是否晃动的装置，属于单晶硅拉制技术领域。

背景技术

在这飞速发展的时代，全球信息通讯不断进步，计算机业，网络业等依赖于半导体工业的信息技术得到了飞速的发展，而信息技术的发展快速与否成为了每一个发达国家进步标准。在国际半导体行业的飞速扩张，我国也紧跟时代的步伐，我国的集成电路产业也行成了规模，集成电路的基础正是半导体行业。在这种社会背景的需求下，单晶硅作为一种半导体材料也得到了广泛的应用。由于全球市场需求的12英寸(30mm)晶圆片，需求直径逐渐增大至17英寸以上，且需求量越来越大。生产单晶硅的主要方法有：直拉法(CZ法)、区熔法(FZ法)和外延法，直拉法是生产单晶硅最为广泛的应用。

硅单晶棒的制作在单晶炉中完成，单晶炉具有主炉室和处于主炉室上方的副炉室以及处于副炉室上方的籽晶升降机构。主炉室内设有坩埚，主炉室的筒体上设有观察孔，主炉室由主炉室升降机构带动升降，副炉室有副炉室提升机构带动提升，坩埚有坩埚驱动机构带动旋转，籽晶旋转升降机构通过钢丝绳连接籽晶夹头。籽晶夹头下端安装了单晶硅制作的籽晶，多晶硅原料的熔化后调整加入功率，在坩埚中心的硅熔体表面找到硅的熔点(1420℃)，熔体在此温度时籽晶与熔体接触，将产生稳定的光圈。

在拉晶过程中，存在一个问题，就是在拉晶过程，回熔提起晶体，和停炉后单晶在炉内冷却氧化的过程中，单晶晃动左右画圆。因为大直径单晶炉内装料多，一次装料并不能完整装入，需要二次复投，在二次复投之后更换籽晶。但在更换籽晶后旋转炉体会带动籽晶晃动，导致起始引晶是籽晶画圆；还有在回熔时，需要提起晶体，下降坩埚，由于液体表面张力吸附晶体，导致提起的晶体会受力不均导致单晶晃动；在停炉之后，晶体上升在炉内冷却氧化，氩气热胀冷缩，使炉内压力下降导致单晶晃动。若以上有晶体时晃动幅度较大，极易造成单晶脱落，损失惨重。因此，有必要采用技术手段检测单晶的晃动程度以及时间，确保一个稳定的生产环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于直拉法中检测大直径单晶硅是否晃动的装置，以便能够实时改善拉晶条件，为单晶硅提供一个稳定的生长环境。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于直拉法中检测大直径单晶硅是否晃动的装置，包括在单晶炉内部设置在籽晶夹头上方软轴上的两个红外线发射器和两个红外线接收器；两个红外线发射器和两个红外线接收器分别设置在单晶炉中心轴上的同一位置；两个红外线发射器发射红外线的方向相反并分别垂直于单晶炉内壁；每个红外线接收器分别接收其中一个红外线发射器发出并被炉体内壁反射回的红外线；两个红外线接收器分别通过软轴与单晶炉外的显示器连接；通过比较两个红外线接收器的红外线信号数据，来判断单晶硅是否晃动。

优选地，红外线发射器和红外线接收器设置的位置距离籽晶夹头上端的距离为500mm-800mm，能准确观测单晶是否晃动，及保护装置。

本实用新型的优点在于：

利用本实用新型的装置，能够实时的观测晶体是否在炉内最中心的位置，进而能够实时采取措施来保证稳定安全的生产环境，预防单晶脱落的可能。

附图说明

图1为本实用新型的装置安装在直拉单晶炉内的结构示意图。

具体实施方式

下面通过结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，但并不意味着对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型的用于直拉法中检测大直径单晶硅是否晃动的装置包括在单晶炉内部设置在籽晶夹头1上方软轴2上的两个红外线发射器和两个红外线接收器；两个红外线发射器和两个红外线接收器分别设置在单晶炉中心轴上的同一位置3；两个红外线发射器发射红外线的方向相反并分别垂直于单晶炉内壁；每个红外线接收器分别接收其中一个红外线发射器发出并被炉体内壁反射回的红外线；两个红外线接收器分别通过软轴与单晶炉外的显示器连接；通过比较两个红外线接收器的红外线信号数据，来判断单晶硅是否晃动。其中，红外线发射器和红外线接收器设置的位置距离籽晶夹头上端的距离在500mm-800mm之间。

本实用新型的装置在使用时，从一个红外线发射器发射出的红外线打到炉体内壁，并反射回发射点，由一个红外线接收器接收该红外线信号；同时，从另一个红外线发射器发射出的红外线打到炉体内壁，并反射回发射点，由另一个红外线接收器接收该红外线信号，两个红外线接收器所接收到的红外线信号分别通过软轴传输到路外显示器上。比较两个接收器所接收的红外线信号数值，若两个数值一样，证明单晶在最中心位置。在拉晶过程中时刻观察红外线信号数值，保证两个红外线信号数值的稳定性和一致性。

Claims (2)

1.一种用于直拉法中检测大直径单晶硅是否晃动的装置，其特征在于，包括在单晶炉内部设置在籽晶夹头上方软轴上的两个红外线发射器和两个红外线接收器；两个红外线发射器和两个红外线接收器分别设置在单晶炉中心轴上的同一位置；两个红外线发射器发射红外线的方向相反并分别垂直于单晶炉内壁；每个红外线接收器分别接收其中一个红外线发射器发出并被炉体内壁反射回的红外线；两个红外线接收器分别通过软轴与单晶炉外的显示器连接；通过比较两个红外线接收器的红外线信号数据，来判断单晶硅是否晃动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述红外线发射器和红外线接收器设置的位置距离籽晶夹头上端的距离为500mm-800mm。

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