CN211734531U - 一种半导体硅材料生长用坩埚及生长炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种半导体硅材料生长用坩埚及生长炉，坩埚包括内坩埚、设置在内坩埚上方的导气筒、外坩埚；所述外坩埚围绕内坩埚及导气筒；所述导气筒的侧壁设有若干贯穿导气筒内外的气孔，经由气孔将挥发物带出内坩埚，向下倾斜的导气孔，可以引导气体向下吹扫，避免在导气孔过度沉积造成堵塞，气体沿内外坩埚及筋板形成的通道向坩埚下方排出，最后由下抽气带出炉体外，避免惰性气体带出的气体在热场上的沉积，延长了热场寿命，同时没有了热场上挥发物再次扩散进熔体的可能，提高了晶体纯度。

Description

一种半导体硅材料生长用坩埚及生长炉

技术领域

本实用新型涉及半导体硅材料生长用坩埚的技术方案。

背景技术

硅材料由于具有单方向导电性、热敏特性、光电特性以及掺杂特性等优良性能，可以生长为大尺寸高纯度晶体，故而成为全球应用广泛的重要集成电路基础材料。半导体硅材料按照应用场景划分，可以分为芯片用单晶硅材料和蚀刻用硅材料。其中芯片用单晶硅材料是制造半导体器件的基础原材料，芯片用单晶硅材料经过一系列晶圆制造工艺形成极微小的电路结构，再经切割、封装、测试等环节成为芯片，并广泛应用于集成电路下游市场。蚀刻用硅材料则是加工制成半导体级硅部件，用于蚀刻设备上的硅电极，由于硅电极在硅片氧化膜刻蚀等加工工艺过程会逐渐腐蚀并变薄，当硅电极厚度减少到一定程度后，需要更换新的硅电极，因此硅电极是晶圆制造蚀刻环节所需的核心耗材。硅材料耗材中的杂质不仅会降低材料的使用寿命，更严重的是会污染正在加工的晶片，考虑到半导体材料的高纯净度要求，对制备硅材料耗材生长炉的石墨热场纯度及生长环境的洁净度都提出了极高的要求，大大地增加生产成本。

现有技术方案虽然在热场中引入了高纯吹扫气体，可以提高熔体表面处的洁净度，但吹扫气体带走的硅蒸汽、一氧化硅蒸汽、杂质蒸汽会再次沉积附着在其他石墨热场上，降低石墨热场的使用寿命，而且沉积下来的杂质及挥发物有再次掉落或扩散进熔体的可能，污染晶体。

因此，急需寻求一种新的技术方案，以便解决上述问题。

发明内容

发明目的：本实用新型的目标是提供一种半导体硅材料生长用坩埚，以解决如何减少了晶体生长环境的污染，提高了晶体纯度的问题。

本发明同时提供了一种半导体硅材料生长用生长炉。

技术方案：本实用新型可采用以下技术方案：

一种半导体硅材料生长用坩埚，包括内坩埚、设置在内坩埚上方的导气筒、外坩埚；所述外坩埚围绕内坩埚及导气筒；内坩埚及外坩埚之间具有间隙，且该间隙中设有若干自上而下设置的筋板，所述若干筋板围绕间隙的圆周向均匀且平行的排列，相邻两个筋板、内坩埚外壁及外坩埚内壁共同围成一个气体通道；所述导气筒的侧壁设有若干贯穿导气筒内外的气孔，每个气孔均与一个气体通道对应设置且连通；且气孔在导气筒侧壁内的延伸方向为自上向下倾斜延伸，且气孔位于导气筒侧壁内侧的开孔部分高于位于导气筒侧壁外侧的开孔部分。

进一步的，所述导气筒的中央设置自上而下贯穿导气筒的进气口，该进气口连通导气筒的内外。

进一步的，导气孔的轴线与坩埚轴线夹角30-60°。

进一步的，所述筋板的数量为20-30个，每个筋板的厚度为5-10mm。

本实用新型还提供了具有所述半导体硅材料生长用坩埚的半导体硅材料耗材生长炉，该生长炉还设有气管，所述气管自导气筒向导气筒与内坩埚之间的空间导入气体。

有益效果：本实用新型提供的技术方案自导气筒向内坩埚导入高纯惰性气体吹扫熔体表面，经由导气筒圆周上的气孔将挥发物带出内坩埚，向下倾斜的导气孔，可以引导气体向下吹扫，避免在导气孔过度沉积造成堵塞，气体沿内外坩埚及筋板形成的通道向坩埚下方排出，最后由下抽气带出炉体外，避免惰性气体带出的气体在热场上的沉积，延长了热场寿命，同时没有了热场上挥发物再次扩散进熔体的可能，提高了晶体纯度。

附图说明

图1是本实用新型中半导体硅材料生长用坩埚的内部结构示意图。

图2是图1中A-A方向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请结合图1及图2所示，本实用新型公开一种半导体硅材料生长用坩埚，包括内坩埚1、设置在内坩埚1上方的导气筒2、外坩埚3。所述外坩埚3围绕内坩埚2及导气筒1。内坩埚1及外坩埚3之间具有间隙4。且该间隙4中设有若干自上而下设置的筋板5。所述若干筋板5围绕间隙4的圆周向均匀且平行的排列。相邻两个筋板5、内坩埚1外壁及外坩埚3内壁共同围成一个气体通道7。本实施方式中，所述筋板的数量为20-30个，每个筋板的厚度为5-10mm。

所述导气筒2的侧壁设有若干贯穿导气筒内外的气孔6。每个气孔6均与一个气体通道7对应设置且连通。且气孔6在导气筒2侧壁内的延伸方向为自上向下倾斜延伸，且气孔2位于导气筒侧壁内侧的开孔部分高于位于导气筒侧壁外侧的开孔部分。气孔的轴线与坩埚轴线夹角30-60°所述导气筒2的中央设置自上而下贯穿导气筒的进气口8，该进气口8连通导气筒的内外，用以导入高纯惰性气体。生长晶体时，由进气口8导入高纯惰性气体吹扫熔体表面，经由导气筒2圆周上的气孔6将挥发物带出内坩埚。向下倾斜的气孔6可以引导气体向下吹扫，避免在气孔6过度沉积造成堵塞，气体沿气体通道7向下方排出，最后由下抽气带出炉体外，避免惰性气体带出的气体在热场上的沉积，延长了热场寿命，同时没有了热场上挥发物再次扩散进熔体的可能，提高了晶体纯度。

使用上述半导体硅材料生长用坩埚的半导体硅材料耗材生长炉，还设有气管，所述气管自导气筒向导气筒与内坩埚之间的空间导入气体。

另外，本实用新型的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种半导体硅材料生长用坩埚，其特征在于，包括内坩埚、设置在内坩埚上方的导气筒、外坩埚；所述外坩埚围绕内坩埚及导气筒；内坩埚及外坩埚之间具有间隙，且该间隙中设有若干自上而下设置的筋板，所述若干筋板围绕间隙的圆周向均匀且平行的排列，相邻两个筋板、内坩埚外壁及外坩埚内壁共同围成一个气体通道；所述导气筒的侧壁设有若干贯穿导气筒内外的气孔，每个气孔均与一个气体通道对应设置且连通；且气孔在导气筒侧壁内的延伸方向为自上向下倾斜延伸，且气孔位于导气筒侧壁内侧的开孔部分高于位于导气筒侧壁外侧的开孔部分。

2.根据权利要求1所述的半导体硅材料生长用坩埚，其特征在于：所述导气筒的中央设置自上而下贯穿导气筒的进气口，该进气口连通导气筒的内外。

3.根据权利要求1所述的半导体硅材料生长用坩埚，其特征在于：气孔的轴线与坩埚轴线夹角30-60°。

4.根据权利要求1或2或3所述的半导体硅材料生长用坩埚，其特征在于：所述筋板的数量为20-30个，每个筋板的厚度为5-10mm。

5.一种具有如权利要求1至4中任一项所述半导体硅材料生长用坩埚的半导体硅材料耗材生长炉，其特征在于：还设有气管，所述气管自导气筒向导气筒与内坩埚之间的空间导入气体。

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