TWI808423B - 一種單晶爐熱場結構、單晶爐及晶棒 - Google Patents
一種單晶爐熱場結構、單晶爐及晶棒 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI808423B TWI808423B TW110118757A TW110118757A TWI808423B TW I808423 B TWI808423 B TW I808423B TW 110118757 A TW110118757 A TW 110118757A TW 110118757 A TW110118757 A TW 110118757A TW I808423 B TWI808423 B TW I808423B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- single crystal
- furnace
- crucible
- heater
- crystal furnace
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 78
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 9
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 claims description 8
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 6
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
- Y10T117/1068—Seed pulling including heating or cooling details [e.g., shield configuration]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
本發明提供一種單晶爐熱場結構、單晶爐及晶棒。單晶爐熱場結構應用於單晶爐。該單晶爐包括爐體和設置於該爐體內部中央的坩堝。單晶爐熱場結構包括：側部加熱器，該側部加熱器設置於該坩堝週邊；導流組件，該導流組件設置於該側部加熱器和該坩堝之間，用於與該坩堝的外壁形成氣體流動通道以將氣體排出該爐體外。根據本發明實施例的單晶爐熱場結構，可以通過形成的氣體流動通道對通入單晶爐內的氣體進行引導排出爐外，以對爐內的加熱器進行隔離保護，避免氣體中裹挾的一氧化矽對加熱器造成損壞，從而提高爐內加熱器的使用壽命、確保加熱器的正常工作。
Description
本發明屬於晶棒製備技術領域，具體關於一種單晶爐熱場結構、單晶爐及晶棒。
單晶矽材料在生長過程中，特別是通過直拉法單晶爐生長單晶矽材料的過程中，通常利用石墨熱場提供生長溫度、梯度控制等。具體過程中，是在低真空度且伴有惰性氣體環境中進行多晶原料的熔化，通過晶種的接觸，旋轉提升製備得到單晶材料，其中，熱源主要來自於石墨加熱器。然而，二次加料時發生的矽液濺出，以及高溫下矽液表面逸出的一氧化矽(SiO)隨爐內氣流接觸到石墨加熱器後會發生反應，一方面會在加熱器表面形成碳化矽(SiC)沉積，另一方面由於化學反應的存在，加熱器厚度隨使用次數的增加將逐漸減少，這就直接導致加熱器表面材料屬性的變化以及加熱器自身由於厚度變化導致的加熱性能降低等問題，最終會降低加熱器使用壽命，並直接影響產品品質。
有鑑於此，本發明提供一種單晶爐熱場結構、單晶爐及晶棒，能夠解決相關技術中爐內混雜有害雜質的氣體對加熱器造成損害，繼而影響加熱器使用壽命甚至影響製備的產品品質的問題。
為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案：本發明一方面實施例提供一種單晶爐熱場結構，包括：側部加熱器，該側部加熱器設置於該坩堝週邊；導流組件，該導流組件圍設於該側部加熱器和該坩堝的側壁之間以及該坩堝的下方，用於與該坩堝的外壁形成氣體流動通道，該氣體流動通道與該爐體的外部連通以將氣體排出該爐體外。
可選的，該導流組件包括側部導熱筒、底部導熱板和排氣筒，該側部導熱筒設置於該側部加熱器和該坩堝之間，該底部導熱板設置於該坩堝下方，該側部導熱筒的底端與該底部導熱板密封連接，該底部導熱板上開設有至少一個排氣孔，該排氣筒穿設於該排氣孔內，該排氣筒的一端連通該氣體流動通道，另一端伸出於該爐體外。
可選的，還包括：底部加熱器，該底部加熱器設置於該底部導熱板的下方。
可選的，該排氣孔的數量為四個，四個該排氣孔在同一圓周上間隔佈設，每一該排氣孔內設置有一該排氣筒。
可選的，該側部導熱筒和該底部導熱板採用石墨材料製成。
可選的，該石墨材料為石墨烯。
可選的，還包括：真空泵，該真空泵與該排氣筒伸出於該爐體外的一端連接，用於抽取氣體流動通道內的氣體。
可選的，還包括：
過濾裝置，該過濾裝置設置於該排氣筒和該真空泵之間，用於過濾氣體中的雜質顆粒。
可選的，還包括：側部隔熱材料層，該側部隔熱材料層設置於該側部加熱器和該爐體內側壁之間；底部隔熱材料層，該底部隔熱材料層設置於該底部加熱器和該爐體底壁之間。
可選的，還包括：導流筒，該導流筒設置於該坩堝上方。
本發明另一方面實施例還提供了一種單晶爐，該單晶爐包括爐體和設置於該爐體內部中央的坩堝，還包括：如上所述的單晶爐熱場結構。
本發明再一方面實施例還提供了一種晶棒，該晶棒採用如上所述的單晶爐製備得到。
本發明上述技術方案的有益效果如下：根據本發明實施例的單晶爐熱場結構，可以通過形成的氣體流動通道對通入單晶爐內的氣體進行引導排出爐外，以對爐內的加熱器進行隔離保護，避免氣體中裹挾的一氧化矽對加熱器造成損壞，從而提高爐內加熱器的使用壽命、確保加熱器的正常工作。
1:側部導熱筒
2:底部導熱板
3:側部加熱器
4:底部加熱器
5:氣流軌跡
6:排氣筒
8:晶棒
9:多晶矽熔液
10:石英坩堝
11:石墨坩堝
12:坩堝軸
13:爐體
14:導流筒
71:側部隔熱材料層
72:底部隔熱材料層
圖1為本發明實施例提供的單晶爐熱場結構的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的底部加熱器和排氣筒的設置關係示意圖；圖3為圖2中沿A-A截面的剖面示意圖。
為利 貴審查委員了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達到之功效，茲將本發明配合附圖及附件，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的申請範圍，合先敘明。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「橫向」、「上」、「下」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於圖式所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
單晶矽材料在生長過程中，特別是通過直拉法單晶爐生長單晶矽材料的過程中，通常利用石墨熱場提供生長溫度、梯度控制等。具體過程中，是在低真空度且伴有惰性氣體環境中進行多晶原料的熔化，通過晶種的接觸，旋轉提升製備得到單晶材料，其中，熱源主要來自於石墨加熱器。然而，二次加料時發生的矽液濺出，以及高溫下矽液表面逸出的一氧化矽(SiO)隨爐內氣流接觸到石墨加熱器後會發生反應，一方面會在加熱器表面形成碳化矽(SIC)沉積，另一方面由於化學反應的存在，加熱器厚度隨使用次數的增加將逐漸減少，這就直接導致加熱器表面材料屬性的變化以及加熱器自身由於厚度變化導致的加熱性能降低等問題，最終會降低加熱器使用壽命，並直接影響產品品質。
為了避免出現上述問題，相關技術中通過將排氣口設置在側保溫筒上部位置，從而使氣體流向不經過側加熱器及底部熱場部件，起到保護加熱器
及下部熱場的目的。但所述方法的具體實施卻極為複雜，一方面，側排氣孔的設計會極大增加熱場配件種類數量及設計難度，直接導致成本的增加；另外，該結構下，含有一氧化矽的氣流會在液面上方的熱場部件產生結晶，而該結晶一旦落入熔液則會直接導致晶體失去單晶特性，造成產品浪費。
由此，本發明實施例提供一種單晶爐熱場結構，如圖1所示，該單晶爐熱場結構應用於單晶爐，該單晶爐包括爐體13以及設置於爐體13的內部中央的坩堝，該單晶爐熱場結構可以包括：側部加熱器3和導流組件，其中，側部加熱器3設置在該坩堝的週邊，也就是爐體13的內壁和坩堝之間，側部加熱器3用於在坩堝的外側部對坩堝進行加熱；導流組件圍設於側部加熱器3和該坩堝的側壁之間以及該坩堝的下方，用於與該坩堝的外壁形成氣體流動通道，該氣體流動通道與該爐體的外部連通以將氣體排出爐體13外，也就是說，導流組件和坩堝的外壁形成了氣體流動通道，當向爐內通入氣體時，氣體將從氣體流動通道排出到爐體13外，從而導流組件將側部加熱器3進行隔離，以免氣體中裹挾的一氧化矽等有害物質對側部加熱器3造成損壞。
在本發明實施例中，所述的導流組件可以包括側部導熱筒1、底部導熱板2和排氣筒6，其中，側部導熱筒1設置於側部加熱器3和坩堝之間，也即側部導熱筒1圍設在坩堝的週邊，而底部導熱板2則設置於坩堝的下方，側部導熱筒1的底端和底部導熱板2的邊緣密封連接，並且在底部導熱板2上開設有至少一個排氣孔，排氣筒6即穿設於該排氣孔內，並且排氣筒6的一端連通氣體流動通道，另一端則伸出於爐體13外；也就是說，側部導熱筒1、底部導熱板2與坩堝的外壁之間構成了氣體流動通道，由於側部加熱器3位於側部導熱筒1的週邊，因此氣體流動通道和側部加熱器3分別位於側部導熱筒1的兩側，受到側部導熱筒1的隔絕，而底部導熱板2上開設有排氣孔，通過在排氣孔內穿設排氣筒6，即可將氣體
流動通道與爐體13的外部導通，使得氣體可以順利從氣體流動通道流出到爐體13外。
在本發明實施例中，該單晶爐熱場結構還包括底部加熱器4，底部加熱器4用於從坩堝的底部對坩堝進行加熱，底部加熱器4設置於底部導熱板2的下方，從而，氣體流動通道和底部加熱器4分別位於底部導熱板2的兩側，受到底部導熱板2的隔絕，從而避免氣體中裹挾的一氧化矽等有害物質對底部加熱器4造成損壞。
本發明實施例中，底部導熱板2上開設的排氣孔的數量可以為四個，並且四個排氣孔在同一圓周上間隔佈設，每一個排氣孔內穿設有一個排氣筒6，從而，氣體流動通道可以通過上述四個排氣筒6快速高效地將氣體排出爐體13外，當然，根據不同的要求，排氣孔的數量可以增加或減少。
如圖2、3所示，排氣筒6需要穿過底部加熱器4所在的平面，具體排布方式需依據實際底部加熱器4的形狀結構而定，例如，在底部加熱器4的加熱面積較小時，可以將排氣筒6設置在底部加熱器4的週邊，而在底部加熱器4的加熱面積較大時，需要在底部加熱器4上設置排氣孔，以便排氣筒6穿過。
在本發明的一些實施例中，該側部導熱筒1和底部導熱板2採用石墨材料製成，石墨材料應具有高導熱係數，通常導熱係數可達1500W/M-K，從而確保側部加熱器3和底部加熱器4工作時產生的熱量可以快速穿過側部導熱筒1和底部導熱板2到達坩堝內，以免側部加熱器3和底部加熱器4的加熱效率和加熱量受到影響，並且避免影響側部加熱器3和底部加熱器4所產生的熱場分佈；而石墨材料耐高溫、化學性質穩定、耐腐蝕，可適應單晶爐內的高溫場景，使用壽命長。本發明實施例中，該石墨材料可以包括石墨烯，石墨烯具有非常好的熱傳導性能。
在本發明的一些實施例中，該單晶爐熱場結構還包括真空泵(圖中未示出)，所述的真空泵與排氣筒6伸出於該爐體外的一端連接，該真空泵用於在排氣筒6的一端提供負壓以抽取氣體流動通道內的氣體，保證爐體13內的氣體快速引導流出爐體13。
在本發明的另一些實施例中，該單晶爐熱場結構還包括過濾裝置(圖中未示出)，所述的過濾裝置設置在排氣筒6和真空泵之間，用於過濾流過的氣體中的雜質顆粒，以免造成污染。
在本發明的一些實施例中，該單晶爐熱場結構還包括：側部隔熱材料層71和底部隔熱材料層72，側部隔熱材料層71設置於側部加熱器3和爐體13的內側壁之間；而底部隔熱材料層72則設置於底部加熱器4和爐體13的底壁之間，側部隔熱材料層71和底部隔熱材料層72可以起到良好的隔熱效果，避免爐體13內的熱量外散。在圖1中，最上方的側部隔熱材料層71也起到了阻擋爐內氣體的作用，實際上，還可以將側部導熱筒1的長度適當延長，以對側部隔熱材料層71也進行隔絕保護。
如圖1所示，在本發明的一些實施例中，該單晶爐熱場結構還包括導流筒14，導流筒14設置於坩堝上方，該坩堝包括石墨坩堝11和設置於該石墨坩堝11內的石英坩堝10，石墨坩堝11的底部連接坩堝軸12，坩堝軸12用於驅動坩堝旋轉以使坩堝內部受熱均勻。單晶製備製程中，在石英坩堝10內加熱矽材料得到多晶矽熔液9後，通過提拉晶種，使晶體生長得到晶棒8；在提拉晶種的過程中，需要向晶棒8和導流筒14之間的空隙通入惰性氣體，如圖中的氣流軌跡5所示，惰性氣體在導流筒14的導流作用下流向固液介面，以對固液介面的溫度進行控制，然後流入到氣體流動通道內，最終通過排氣筒6從爐體13的底部流出爐外，由此，即使惰性氣體中混雜了一氧化矽等有害物質，由於導流組件的存在，對側部加熱器3和底部加熱器4進行了良好的隔絕保護，從而避免了一氧化矽對側部加熱器3
和底部加熱器4的損壞，提高了側部加熱器3和底部加熱器4的使用壽命，也避免了側部加熱器3和底部加熱器4表面屬性及厚度變化導致的製程不穩定以及影響產品品質的問題，還可防止二次加料過程中熔液濺出至側部加熱器3和底部加熱器4表面，此外，由於氣體流動通道的存在，使得爐內氣體的流動規律可控，便於通過惰性氣體對固液介面溫度進行有效的管理。
本發明另一方面實施例還提供了一種單晶爐，該單晶爐包括爐體和設置於該爐體內部中央的坩堝，該單晶爐還包括：如上所述的單晶爐熱場結構。由於上述實施例中的單晶爐熱場結構可以通過形成的氣體流動通道對通入單晶爐內的氣體進行引導排出爐外，以對爐內的加熱器進行隔離保護，避免氣體中裹挾的一氧化矽對加熱器造成損壞，從而提高爐內加熱器的使用壽命、確保加熱器的正常工作，因此本發明實施例中的單晶爐也對應具有上述有益效果，為避免重複，在此不再贅述。
本發明再一方面實施例還提供了一種晶棒，該晶棒採用如上所述的單晶爐製備得到，採用上述單晶爐製備得到的晶棒品質更高，缺陷更少。以上僅為本發明之較佳實施例，並非用來限定本發明之實施範圍，如果不脫離本發明之精神和範圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明申請專利範圍的保護範圍當中。
1:側部導熱筒
2:底部導熱板
3:側部加熱器
4:底部加熱器
5:氣流軌跡
6:排氣筒
8:晶棒
9:多晶矽熔液
10:石英坩堝
11:石墨坩堝
12:坩堝軸
13:爐體
14:導流筒
71:側部隔熱材料層
72:底部隔熱材料層
Claims (11)
- 一種單晶爐熱場結構，應用於單晶爐，該單晶爐包括爐體和設置於該爐體內部中央的坩堝，包括：側部加熱器，該側部加熱器設置於該坩堝週邊；導流組件，該導流組件圍設於該側部加熱器和該坩堝的側壁之間以及該坩堝的下方，用於與該坩堝的外壁形成氣體流動通道，該氣體流動通道與該爐體的外部連通以將氣體排出該爐體外；其中，該導流組件包括側部導熱筒、底部導熱板和排氣筒，該側部導熱筒設置於該側部加熱器和該坩堝之間並包圍該坩堝的側壁，該底部導熱板設置於該坩堝下方，該側部導熱筒的底端與該底部導熱板密封連接，該底部導熱板上開設有至少一個排氣孔，該排氣筒穿設於該排氣孔內，該排氣筒的一端連通該氣體流動通道，另一端伸出於該爐體外。
- 如請求項1所述之單晶爐熱場結構，其中，還包括：底部加熱器，該底部加熱器設置於該底部導熱板的下方。
- 如請求項1所述之單晶爐熱場結構，其中，該排氣孔的數量為四個，四個該排氣孔在同一圓周上間隔佈設，每一該排氣孔內設置有一該排氣筒。
- 如請求項1所述之單晶爐熱場結構，其中，該側部導熱筒和該底部導熱板採用石墨材料製成。
- 如請求項4所述之單晶爐熱場結構，其中，該石墨材料為石墨烯。
- 如請求項1所述之單晶爐熱場結構，其中，還包括：真空泵，該真空泵與該排氣筒伸出於該爐體外的一端連接，用於抽取氣體流動通道內的氣體。
- 如請求項6所述之單晶爐熱場結構，其中，還包括：過濾裝置，該過濾裝置設置於該排氣筒和該真空泵之間，用於過濾氣體中的雜質顆粒。
- 如請求項2所述之單晶爐熱場結構，其中，還包括：側部隔熱材料層，該側部隔熱材料層設置於該側部加熱器和該爐體的內側壁之間；底部隔熱材料層，該底部隔熱材料層設置於該底部加熱器和該爐體的底壁之間。
- 如請求項1所述之單晶爐熱場結構，其中，還包括：導流筒，該導流筒設置於該坩堝上方。
- 一種單晶爐，該單晶爐包括爐體和設置於該爐體內部中央的坩堝，其中，還包括：如請求項1至9中任一項所述之單晶爐熱場結構。
- 一種晶棒，其中，該晶棒採用如請求項10所述之單晶爐製備得到。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010505348.1A CN113755944A (zh) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | 一种单晶炉热场结构、单晶炉及晶棒 |
| CN202010505348.1 | 2020-06-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202134487A TW202134487A (zh) | 2021-09-16 |
| TWI808423B true TWI808423B (zh) | 2023-07-11 |
Family
ID=78777312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW110118757A TWI808423B (zh) | 2020-06-05 | 2021-05-25 | 一種單晶爐熱場結構、單晶爐及晶棒 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220307156A1 (zh) |
| JP (1) | JP2023509531A (zh) |
| KR (1) | KR20210137220A (zh) |
| CN (1) | CN113755944A (zh) |
| DE (1) | DE112021000041T5 (zh) |
| TW (1) | TWI808423B (zh) |
| WO (1) | WO2021244234A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110699667A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-01-17 | 美尔森银河新材料(烟台)有限公司 | 一种炭炭坩埚生产装置 |
| CN115074829B (zh) * | 2022-07-13 | 2024-01-26 | 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 | 拉晶炉 |
| CN115852483B (zh) * | 2023-02-27 | 2023-05-16 | 杭州天桴光电技术有限公司 | 一种制备圆饼状氟化镁晶体镀膜材料的装置和方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0214989A (ja) * | 1989-05-16 | 1990-01-18 | Yamaha Motor Co Ltd | 自動二輪車のフレーム |
| TW476816B (en) * | 1996-07-17 | 2002-02-21 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Method and apparatus for producing a single crystal |
| US20060016387A1 (en) * | 2002-11-14 | 2006-01-26 | Takashi Yokoyama | Silicon wafer, its manufacturing method, and its manufacturing apparatus |
| CN110592661A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-20 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种晶体生长装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0214898A (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-18 | Kawasaki Steel Corp | シリコン単結晶製造装置 |
| JP3636873B2 (ja) * | 1997-10-13 | 2005-04-06 | イビデン株式会社 | 単結晶引き上げ装置 |
| JP3838013B2 (ja) * | 2000-09-26 | 2006-10-25 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶の製造方法 |
| JP4730937B2 (ja) * | 2004-12-13 | 2011-07-20 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | 半導体単結晶製造装置および製造方法 |
| KR101044124B1 (ko) * | 2008-11-21 | 2011-06-28 | 주식회사 엘지실트론 | 실리콘 단결정 잉곳 제조장치의 클리닝 방법 및 클리닝 모듈 |
| EP2801551A1 (en) * | 2013-05-08 | 2014-11-12 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Graphene with very high charge carrier mobility and preparation thereof |
| EP3153221A1 (en) * | 2015-10-09 | 2017-04-12 | Total Marketing Services | Siox filtration unit and method for operating the siox filtration unit |
| JP6528710B2 (ja) * | 2016-04-11 | 2019-06-12 | 株式会社Sumco | シリコン試料の炭素濃度測定方法およびシリコン単結晶インゴットの製造方法 |
| CN110592660A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-20 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种晶体生长装置 |
-
2020
- 2020-06-05 CN CN202010505348.1A patent/CN113755944A/zh active Pending
-
2021
- 2021-05-11 KR KR1020217035390A patent/KR20210137220A/ko not_active Application Discontinuation
- 2021-05-11 US US17/603,928 patent/US20220307156A1/en active Pending
- 2021-05-11 JP JP2022542035A patent/JP2023509531A/ja active Pending
- 2021-05-11 WO PCT/CN2021/093007 patent/WO2021244234A1/zh active Application Filing
- 2021-05-11 DE DE112021000041.1T patent/DE112021000041T5/de active Pending
- 2021-05-25 TW TW110118757A patent/TWI808423B/zh active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0214989A (ja) * | 1989-05-16 | 1990-01-18 | Yamaha Motor Co Ltd | 自動二輪車のフレーム |
| TW476816B (en) * | 1996-07-17 | 2002-02-21 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Method and apparatus for producing a single crystal |
| US20060016387A1 (en) * | 2002-11-14 | 2006-01-26 | Takashi Yokoyama | Silicon wafer, its manufacturing method, and its manufacturing apparatus |
| CN110592661A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-20 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种晶体生长装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220307156A1 (en) | 2022-09-29 |
| DE112021000041T5 (de) | 2022-04-28 |
| KR20210137220A (ko) | 2021-11-17 |
| WO2021244234A1 (zh) | 2021-12-09 |
| CN113755944A (zh) | 2021-12-07 |
| TW202134487A (zh) | 2021-09-16 |
| JP2023509531A (ja) | 2023-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI808423B (zh) | 一種單晶爐熱場結構、單晶爐及晶棒 | |
| TW202111170A (zh) | 晶體生長裝置 | |
| CN214529320U (zh) | 单晶炉 | |
| CN201908153U (zh) | 一种单晶炉热场排气装置 | |
| TW202018133A (zh) | 一種單晶生長爐的反射屏及單晶生長爐 | |
| CN205711031U (zh) | 一种单晶炉 | |
| TW202302929A (zh) | 一種用於拉晶爐的熱場控制裝置及拉晶爐 | |
| CN204714943U (zh) | 一种多晶铸锭炉氩气吹扫导流装置 | |
| CN210215612U (zh) | 大直径高效n型单晶硅的单晶炉 | |
| CN101709506A (zh) | 一种单晶炉热场的排气方法和装置 | |
| WO2020181795A1 (zh) | 直拉单晶用热屏装置及单晶硅生产设备 | |
| CN100415945C (zh) | 一种提高直拉硅单晶炉热场部件寿命的方法及单晶炉 | |
| WO2021128643A1 (zh) | 一种半导体硅材料耗材生长炉及硅材料制备方法 | |
| CN114180585A (zh) | 一种批量制备高纯一氧化硅的方法及装置 | |
| TWI726794B (zh) | 一種晶體生長裝置 | |
| KR101275382B1 (ko) | 단결정 냉각장치 및 단결정 냉각장치를 포함하는 단결정 성장장치 | |
| TWI726505B (zh) | 一種晶體生長爐的導流筒和晶體生長爐 | |
| CN211734524U (zh) | 一种半导体硅材料耗材生长炉 | |
| CN211734525U (zh) | 一种半导体硅材料生长炉 | |
| CN110846713A (zh) | 一种半导体硅材料生长炉 | |
| CN113737270B (zh) | 一种热场的排气装置 | |
| WO2020087723A1 (zh) | 一种碳化硅单晶生长装置 | |
| JP3750174B2 (ja) | 単結晶の製造装置および製造方法 | |
| CN212404352U (zh) | 气体搅拌装置及铸锭炉 | |
| CN211734531U (zh) | 一种半导体硅材料生长用坩埚及生长炉 |