TWI835331B - 一種加熱器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本發明實施例公開了一種在拉晶過程中使用的加熱器，該加熱器包括：端子，該端子設置成能夠經由該端子向該加熱器供電；圓筒形的主體，該主體形成為能夠設置在用於容納多晶矽原料的坩堝的周向外部，其中，該主體的周向壁設置成能夠提供與施加於該坩堝的磁場相適配的熱場，以使得由該多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度。

Description

一種加熱器及其工作方法

本發明屬於半導體矽片生產領域，尤其關於一種加熱器及其工作方法。

電子級單晶矽作為一種半導體材料，一般用於製造積體電路和其他電子元件。單晶矽中的氧含量是影響其性能的重要因素之一。晶體中的氧能夠增強晶圓的強度，或者可以在晶圓中形成體微缺陷(Bulk Micro Defect，BMD)，BMD的作用在於，能夠吸收加工過程中產生的金屬雜質，然而，氧沉澱也可能會破壞電子器件的性能，例如容易導致漏電流及器件的擊穿等危害。因此，對於具有不同用途的電子器件，對其氧含量的大小及分佈情況也有著不同的要求，而且這些要求是相對苛刻的，這使得要在晶體生長中能夠更好地控制晶體內的氧的含量。

在相關技術中，用於生產上述用於積體電路等半導體電子元器件的矽片，主要通過將直拉(Czochralski)法拉制的單晶矽棒切片而製造出。直拉法包括使由石英製成的坩堝中的多晶矽熔化以獲得矽熔體，將單晶晶種浸入矽熔體中，以及連續地提升晶種移動離開矽熔體表面，由此在移動過程中在相介面處生長出單晶矽棒。矽單晶中的氧主要來自石英坩堝的熔解，其熔解速度與溫度及熔體流速相關，因此，在拉晶過程中，控制對石英坩堝的加熱溫度可以成為控 制所拉制的晶棒中的氧的含量及分佈的一種手段，然而，如何通過該手段獲得具有所需氧的含量及分佈的晶棒是本領域亟需解決的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明實施例期望提供一種加熱器及其工作方法，通過使用該加熱器能夠在拉制晶棒的過程中獲得具有期望的氧濃度的單晶矽棒。

本發明的技術方案是這樣實現的：第一方面，本發明實施例提供了一種在拉晶過程中使用的加熱器，該加熱器包括：端子，該端子設置成能夠經由該端子向該加熱器供電；圓筒形的主體，該主體形成為能夠設置在用於容納多晶矽原料的坩堝的周向外部，其中，該主體的周向壁設置成能夠提供與施加於該坩堝的磁場相適配的熱場，以使得由該多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度分佈。

第二方面，本發明實施例提供了一種加熱器的工作方法，該工作方法用於根據第一方面的在拉晶過程中使用的加熱器，該方法包括：通過端子向該加熱器供電；通過調整該加熱器的圓筒形的主體的周向壁以提供與施加於坩堝的磁場相適配的熱場，從而使得由多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度分佈。

根據使用根據本發明實施例的加熱器設置成能夠提供與施加於坩堝的磁場相適配的熱場，以使得拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度分佈，因此在拉晶過程中，只需要調整加熱器的具體發熱部分與磁場的相對位置就可以獲得具有不同氧含量的單晶矽棒。

100:拉晶爐

101:爐室

102:石墨坩堝

103:石英坩堝

104:石墨加熱器

105:矽熔體

106:單晶矽棒

107:坩堝旋轉機構

108:坩堝承載裝置

109:熱屏

110:保溫裝置

111:水平超導磁場線圈

Y:方向

R:方向

200:加熱器

201:端子

202:主體

203:周向壁

P1:第一位置

P2:第二位置

P3:第三位置

P4:第四位置

D1:第一直徑方向

D2:第二直徑方向

B:水平磁場

CR:周向方向

AX:軸向方向

L1:長度

L2:長度

S:狹槽

W1:間距

W2:間距

W3:間距

圖1為常規的拉晶爐的示意圖。

圖2為常規的石墨加熱器的立體示意圖。

圖3為常規的石墨加熱器與水平磁場磁感線之間的關係的示意圖。

圖4為在使用常規加熱器的情況下石英坩堝-矽熔體介面的溫度分佈示意圖。

圖5為在使用常規加熱器的情況下矽熔體在平行於磁場方向上以及在垂直於磁場方向上的平面的溫度分佈示意圖。

圖6為示出了在使用常規加熱器的情況下矽熔體流動的跡線的示意圖。

圖7為在使用常規加熱器的情況下氣體區域從固液介面處帶出的氧濃度分佈示意圖。

圖8為根據本發明實施例的加熱器與水平磁場磁感線之間的關係的示意圖。

圖9為根據本發明另一實施例的加熱器與水平磁場磁感線之間的關係的示意圖。

圖10為在使用根據本發明實施例的加熱器的情況下石英坩堝-矽熔體介面的溫度分佈示意圖。

圖11為在使用根據本發明另一實施例的加熱器的情況下石英坩堝-矽熔體介面的溫度分佈示意圖。

圖12為根據本發明實施例的加熱器的一部分的示意圖。

圖13為根據本發明實施例的加熱器的示意圖。

圖14為根據本發明的另一實施例的加熱器的一部分的示意圖。

圖15為根據本發明的另一實施例的加熱器的示意圖。

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。

在本發明實施例的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明實施例和簡化描述，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。

此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本發明實施例的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本發明實施例中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互 作用關係。對於本領域的具通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明實施例中的具體含義。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

參見圖1，其示出了常規的拉晶爐的一種實現方式，該拉晶爐100包括爐室101，該爐室101內設有坩堝元件，該坩堝元件具體可以包括石墨坩堝102和被該石墨坩堝102包裹的石英坩堝103，坩堝組件用於承載矽材料，在石墨坩堝102的外周設置有石墨加熱器104，該石墨加熱器104用於對坩堝元件及其內的矽材料進行加熱，形成矽熔體105。在爐室101的頂部開設有提拉通道，在提拉通道內拉制單晶矽棒106。另外，爐室101內還設有坩堝旋轉機構107和坩堝承載裝置108。坩堝元件由坩堝承載裝置108承載，坩堝旋轉機構107位於坩堝承載裝置108的下方，用於驅動坩堝元件繞自身的軸線沿方向R旋轉。拉晶爐100在爐室101還包括位於坩堝元件上方的熱屏109以及設置在石墨加熱器104的徑向外部的保溫裝置110，熱屏109用於引導爐室101內的氣體的流動方向，保溫裝置110用於保持爐室101內的溫度。此外，在爐室101的外部還設置有水平超導磁場線圈111，水平超導磁場線圈111用於對爐室101產生水平磁場以輔助對單晶矽棒106中的氧含量及分佈進行控制。

在使用拉晶爐100拉制單晶矽棒106時，首先，將高純度的多晶矽原料放入坩堝元件中，並在坩堝旋轉機構107驅動坩堝元件旋轉的同時通過石墨加熱器104對坩堝元件不斷進行加熱，以將容置在坩堝元件中的多晶矽原料熔化成熔融狀態，即熔化矽熔體105，其中，加熱溫度維持在大約一千多攝氏度。爐中的氣體通常是惰性氣體，使多晶矽熔化，同時又不會產生不需要的化學反應。 當通過控制由石墨加熱器104提供的熱場將熔化矽熔體105的液面溫度控制在結晶的臨界點時，通過將位於液面上方的單晶籽晶從液面向上提拉，矽熔體105隨著單晶籽晶的提拉上升按照單晶籽晶的晶向生長出單晶矽棒106。

在拉制過程中，多晶矽原料的熔解速度是溫度及熔體流速的函數。矽熔體105中的氧與矽原子結合形成蒸發分壓很低的SiO，石英坩堝熔解出的氧的近乎99%都會以SiO氣體的形式溢出矽熔體並隨拉晶爐100中的氣體流動排出爐室101。由於氧在矽熔體中的擴散速度極慢，所以氧在矽熔體的分佈主要受對流的影響，對流的形式對固液介面處的氧含量影響很大，因而控制石英坩堝的熔解、矽熔體中的對流以及氧在矽熔體自由表面的蒸發是控制晶體中氧含量的重要方法。

然而，在高強水平磁場下，矽熔體的溫度與對流分佈具有高度複雜的三維化特徵，導致了在水平磁場下矽晶體中的氧含量難以控制與分析。具體而言，在常規的拉晶爐中使用的石墨加熱器104具有中心對稱結構，例如，在圖2和圖3中示出的實施例中，石墨加熱器104橫截面為圓形的圓筒狀結構，並具有均勻的壁厚。由該石墨加熱器104產生的水平磁場的磁感線如圖3中所示。以磁場強度為3300高斯(Gauss)、磁場位置(Magnetic Gradient Pumping，MGP)=-150mm為例計算得到的石英坩堝-熔體介面的溫度分佈圖如圖4所示，另外，在圖5中示出了矽熔體中平行於磁場方向以及垂直於磁場方向平面的溫度分佈，其中，圖中示出的Y方向為水平磁場的方向。從圖5中可以看出，在上述水平磁場作用下，矽熔體中溫度的分佈呈現明顯三維化的特徵，而且在石英坩堝-矽熔體介面水平磁場方向的溫度明顯高於垂直於磁場方向的溫度分佈。由於石英坩堝的熔解受 溫度影響比較大，這將導致石英坩堝在平行於磁場方向的熔解量大於垂直於磁場方向的熔解量。圖6中示出的氧含量的計算結果印證了上述結論。

此外，根據圖6中示出的矽熔體流動的跡線可以看出，在平行於磁場方向的Y平面內的高氧區域的矽熔體有著向矽熔體中心流動的趨勢，也就是說，在該平面內，從石英坩堝熔解出的氧很難及時流動到矽熔體的自由表面而被蒸發，從而更容易流動到固液介面處被晶體捕獲；然而，在垂直於磁場方向的X平面內，由於存在一個較大穩定渦流，在石英坩堝處熔解的氧將隨著渦流的邊緣很快到達矽熔體的自由表面而被快速蒸發掉。圖7示出了氣體區域從固液介面處帶出氧濃度的分佈，從圖7中可以看出，在石英坩堝熔解較多的平行於磁場的Y方向上，氣體帶出的氧較少，而在石英坩堝熔解較少的垂直於磁場的X方向上，氣體帶出的氧反而較多，這也直接證明了上文中基於圖6中所做出的關於對流對氧濃度影響的分析。

綜上所述，在平行於磁場的方向上，從石英坩堝熔解出的氧較多且通過對流難以被揮發出去，而在垂直於磁場的方向上，從石英坩堝熔解出的氧相對較少且容易跟隨對流到達矽熔體自由表面並被揮發出去。

為了解決所述問題，參見圖8，本發明實施例提出一種在拉晶過程中使用的加熱器200，該加熱器200包括：端子201，該端子201設置成能夠經由該端子向該加熱器供電；圓筒形的主體202，該主體202形成為能夠設置在用於容納多晶矽原料的坩堝102的周向外部，請參見圖1，其中，該主體202的周向壁203設置成能夠提供與施加於坩堝102的磁場相適配的熱場，以使得由該多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度。

根據使用根據本發明實施例的加熱器200設置成能夠提供與施加於坩堝的磁場相適配的熱場，以使得拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度分佈，因此在拉晶過程中，只需要調整加熱器200的具體發熱部分與磁場的相對位置就可以獲得具有不同氧含量的單晶矽棒。

為了使該主體202的周向壁203能夠提供與施加於坩堝102的磁場相適配的熱場，可選地，該主體202的周向壁203形成為在同一橫截面中具有不均勻的厚度，應當理解的是，橫截面是指圓筒形的主體的沿與主體的軸向方向垂直的方向的切割平面。

根據本發明的可選實施例，參見圖8，該主體202的周向壁203形成為：從該主體202的周向壁203上的第一位置P1沿該主體202的周向方向(Circumferential direction，CR)至與該第一位置P1中心對稱的第二位置P2，該主體202的周向壁203具有先逐漸減小再逐漸增大的厚度。

如圖8所示，在該主體202的周向壁203的一個橫截面中，周向壁203具有不均勻的厚度，其中，在通過第一位置P1和第二位置P2的第一直徑方向D1上的厚度為a，在通過第三位置P3和第四位置P4的第二直徑方向D2上的厚度為b，其中a大於b。根據本發明的可選示例，厚度a、b之間的關係可以為：20mm<b<a<40mm且2mm<a-b<8mm。該主體202的周向壁203的厚度為a的部分具有較小的電阻值，因而這部分發熱量較低，同理，該主體202的周向壁203的厚度為b的部分具有較大的電阻值，因而這部分發熱量較高，通過將主體的周向壁設置成具有不同的厚度，則可以由主體的不同部分提供不同的發熱量，即實現了加熱器的發熱量的三維化。

根據本發明實施例的加熱器在使用中可以通過調節其相對於磁場的方向獲得具有所需氧濃度的單晶矽棒，可選地，參見圖8，當該磁場為水平磁場B且該期望的氧濃度為高氧濃度時，該第一直徑方向D1與該水平磁場B的方向Y垂直；參見圖9，當該磁場為水平磁場B且該期望的氧濃度為低氧濃度時，該第一直徑方向D1與該水平磁場B的方向Y平行。

根據本發明的可選實施例，該加熱器在第一直徑方向D1所通過第一位置P1和第二位置P2處的厚度a為最大厚度，並且在該第二直徑方向D2所通過的第三位置P3和第四位置P4處的厚度b為最小厚度，其中，第一直徑方向D1與第二直徑方向D2垂直。當期望的氧濃度為高氧濃度時，基於水平磁場下矽熔體中的溫度及對流分佈，如圖8中所示，使通過主體的周向壁的發熱量較高部分的直徑方向、即通過周向壁的厚度較薄部分的第二直徑方向D2與水平磁場方向平行，此時在水平磁場方向溫度更高，能熔解出更多的氧且所熔解出的氧很難通過對流到達矽熔體的自由表面被揮發出去，因而會有更多的氧到達固液介面，在此情況下，晶體將捕獲更多的氧，也因而可以獲得高氧含量的晶體。

當期望的氧濃度為低氧濃度時，基於水平磁場下矽熔體中的溫度與對流分佈，如圖9中所示，使通過主體的周向壁的發熱量較低部分的直徑方向、即通過周向壁的厚度較厚部分的第一直徑方向D1與水平磁場方向平行，此時在水平方磁場方向上溫度較低，在該難以揮發區域熔解出的氧較少，而在垂直於磁場方向的方向上溫度較高，雖然能夠產生較多的氧，但所產生的氧可以跟隨對流及時到達矽熔體的自由表面被揮發出去，而能夠到達固液介面處的氧相對較少，因而可以獲得低氧含量的晶體。

圖10與圖4均為石英坩堝-矽熔體介面的溫度分佈示意圖，二者區別在於：圖10是在2800高斯(Gauss)磁場條件下的溫度分佈結果，通過對比可以發現，二者溫度分佈雖然類似，但隨著磁場強度的減小，等溫線變得更趨近於圓形，垂直於磁場方向與平行於磁場方向的溫差減小。根據以上原理，隨著磁場強度的降低，若需要生產低氧晶體，應該使厚度差a-b的值偏小；同理，若需要生產高氧晶體，應該使厚度差a-b的值偏大。

圖11為當MGP=+150mm時石英坩堝-矽熔體介面的溫度分佈示意圖，相比於圖4中的條件磁場強度未發生變化，磁場位置升高了300mm。對比溫度分佈可以看出隨著磁場高度的增加其溫度等溫線分佈也更加趨近於圓形，垂直於磁場方向與平行於磁場方向的溫度差減小。此時，隨著磁場高度的增加，若生產低氧晶體，應該使厚度差a-b的值偏小；同理，若生產高氧晶體，應該使厚度差a-b的值偏大。

應當理解的是，也可以同其他方式實現加熱器的發熱量的三維化，例如可以通過為加熱器的開設狹槽並調節狹槽的深度、通過調節加熱器的高度以及通過在均勻厚度的加熱器上對所需發熱不同的部位進行精雕等方法來實現加熱器發熱量的三維化。

圖12和圖13中示出了本發明的另一實施例，其中，圖12示出了展開後的主體202的一部分。如圖12和圖13所示，與圍繞該主體202的周向壁203形成有平行於該主體202的軸向方向AX延伸且彼此間隔開的多個狹槽S，其中，該多個狹槽S佈置成：從該主體202的周向壁203上的第一位置P1沿該主體202的周向方向CR至與該第一位置P1中心對稱的第二位置P2，該多個狹槽S具有先逐漸增大再逐漸減小的長度。

附加地或替代性地，參見圖14和圖15，該多個狹槽S佈置成：從該主體202的周向壁203上的第一位置P1沿該主體202的周向方向CR至與該第一位置P1中心對稱的第二位置P2，該多個狹槽S中的相鄰兩個狹槽之間的間距先逐漸增大再逐漸減小。應當指出的是，圖14示出了展開後的主體202的一部分。

具體地，參見圖12和圖13，在圖13中示出了均勻分佈在主體202的周向壁203上的第一位置P1、第二位置P2、第三位置P3和第四位置P4，其中，第一位置P1與第二位置P2關於主體202的軸向端面的中心對稱，第三位置P3與第四位置P4關於主體202的軸向端面的中心對稱。位於第一位置P1處的狹槽S具有長度L1，並且從第一位置P1沿周向方向CR至第三位置P3以及從第一位置P1沿周向方向CR至第四位置P4，狹槽S的長度逐漸增大至長度L2，而從第三位置P3沿周向方向CR至第二位置P2以及從第四位置P4沿周向方向CR至第二位置P2，狹槽S的長度則從長度L2逐漸減小至長度L1，也就是說，L1<L2。由於狹槽S的長度越大，則加熱器的包括該狹槽S的部分的電阻越大，發熱量越高。因此，對於圖12和圖13中示出的實施例，周向壁的在通過第一位置P1和第二位置P2的第一直徑方向D1上的部分的發熱量小於周向壁的在通過第三位置P3和第四位置P4的第二直徑方向D2上的部分的發熱量，也就是說，在加熱器的主體202的同一橫截面上，不同的周向部分具有不同的發熱量。根據本發明的可選實施例，狹縫S的長度L1和長度L2設定成：1<L2/L1<2。

根據本發明的可選實施例，在第一直徑方向D1所通過第一位置P1和第二位置P2處的狹槽S的長度L1為最小長度，並且在該第二直徑方向D2所通過的第三位置P3和第四位置P4處的狹槽S的長度L2為最大長度，其中，第一直徑方向D1與第二直徑方向D2垂直。

繼續參見圖14和圖15，在圖14和圖15中示出的實施例中，多個狹縫S設置成具有相同的長度，但多個狹縫S之間的間距是變化的，具體地，在第一位置P1處相鄰的兩個狹縫S之間的間距為間距W1，並且從第一位置P1沿周向方向CR至第三位置P3以及從第一位置P1沿周向方向CR至第四位置P4，相鄰的兩個狹縫S之間的間距逐漸減小至間距W2，而從第三位置P3沿周向方向CR至第二位置P2以及從第四位置P4沿周向方向CR至第二位置P2，相鄰的兩個狹縫S之間的間距逐漸增大至間距W1，也就是說，W1>W2。由於相鄰的兩個狹縫S之間的間距越大，則加熱器的包括這兩個狹槽S的部分的電阻越小，發熱量越低。因此，對於圖14和圖15中示出的實施例，周向壁的在通過第一位置P1和第二位置P2的第一直徑方向D1上的部分的發熱量小於周向壁的在通過第三位置P3和第四位置P4的第二直徑方向D2上的部分的發熱量，也就是說，在加熱器的主體202的同一橫截面上，不同的周向部分具有不同的發熱量。

根據本發明的可選實施例，相鄰的兩個狹縫S之間的間距W1和間距W2設定成：1<W2/W1<2。

根據本發明的可選實施例，在第一直徑方向D1所通過第一位置P1和第二位置P2處的相鄰狹槽S之間的間距W1為最大寬度，並且在該第二直徑方向D2所通過的第三位置P3和第四位置P4處的相鄰狹槽S之間的間距W2為最小寬度，其中，第一直徑方向D1與第二直徑方向D2垂直。

對於圖12至圖14示出的實施例，當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為高氧濃度時，通過該第一位置P1和該第二位置P2的第一直徑方向D1與該水平磁場的方向垂直；當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為低氧濃度時，通過該第一位置P1和該第二位置P2的該第一直徑方向D1與該水平磁場的方向平 行。本發明實施例還提供了一種加熱器200的工作方法，該工作方法用於根據上述內容的加熱器200，該方法包括：通過端子向該加熱器200供電；通過調整該加熱器200的圓筒形的主體202的周向壁203以提供與施加於坩堝的磁場相適配的熱場，從而使得由多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度。

根據本發明的可選實施例，參見圖8和圖9，該主體202的周向壁203形成為：從該主體202的周向壁203上的第一位置P1沿該主體的周向方向至與該第一位置P1中心對稱的第二位置P2，該主體202的周向壁203具有先逐漸減小再逐漸增大的厚度；相應地，該通過調整該加熱器200的圓筒形的主體202的周向壁203以提供與施加於坩堝的磁場相適配的熱場，從而使得由多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度，包括：當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為低氧濃度時，將該加熱器200的圓筒形的主體202的周向壁203調整為通過該第一位置P1和該第二位置P2的該第一直徑方向D1與該水平磁場的方向平行；當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為高氧濃度時，將該加熱器200的圓筒形的主體202的周向壁203調整為通過該第一位置P1和該第二位置P2的該第一直徑方向D1與該水平磁場的方向垂直。

根據本發明的可選實施例，參見圖12和圖13，圍繞該主體202的周向壁203形成有平行於該主體202的軸向方向延伸且彼此間隔開的多個狹槽，其中，該多個狹槽佈置成：從該主體202的周向壁203上的第一位置P1沿該主體202的周向方向至與該第一位置P1中心對稱的第二位置P2，該多個狹槽S具有先逐漸增大再逐漸減小的長度，相應地，該通過調整該加熱器200的圓筒形的主體202的周向壁203以提供與施加於坩堝的磁場相適配的熱場，從而使得由多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度，包括：當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃 度為低氧濃度時，將該加熱器200的圓筒形的主體202的周向壁203調整為通過該第一位置P1和該第二位置P2的第一直徑方向D1與該水平磁場的方向平行；當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為高氧濃度時，將該加熱器200的圓筒形的主體202的周向壁203調整為通過該第一位置P1和該第二位置P2的第一直徑方向D1與該水平磁場的方向垂直。

根據本發明的另一可選實施例，參見圖14和圖15，圍繞該主體202的周向壁203形成有平行於該主體202的軸向方向延伸且彼此間隔開的多個狹槽，其中，該多個狹槽佈置成：從該主體202的周向壁203上的第一位置P1沿該主體202的周向方向至與該第一位置P1中心對稱的第二位置P2，該多個狹槽中的相鄰兩個狹槽之間的間距先逐漸減小再逐漸增大，相應地，該通過調整該加熱器200的圓筒形的主體202的周向壁203以提供與施加於坩堝的磁場相適配的熱場，從而使得由多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度，包括：當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為低氧濃度時，將該加熱器200的圓筒形的主體202的周向壁203調整為通過該第一位置P1和該第二位置P2的第一直徑方向D1與該水平磁場的方向平行；當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為高氧濃度時，將該加熱器200的圓筒形的主體202的周向壁203調整為通過該第一位置P1和該第二位置P2的第一直徑方向D1與該水平磁場的方向垂直。

需要說明的是：本發明實施例所記載的技術方案之間，在不衝突的情況下，可以任意組合。

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。

P1:第一位置

P2:第二位置

P3:第三位置

P4:第四位置

D1:第一直徑方向

D2:第二直徑方向

CR:周向方向

S:狹槽

Claims (9)

1. 一種加熱器，該加熱器包括：端子，該端子設置成能夠經由該端子向該加熱器供電；圓筒形的主體，該主體形成為能夠設置在用於容納多晶矽原料的坩堝的周向外部，其中，該主體的周向壁設置成能夠提供與施加於該坩堝的磁場相適配的熱場，以使得由該多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度；其中，該主體的周向壁形成為在同一橫截面中具有不均勻的厚度。
2. 如請求項1所述之加熱器，其中，該主體的周向壁形成為：從該主體的周向壁上的第一位置沿該主體的周向方向至與該第一位置中心對稱的第二位置，該主體的周向壁具有先逐漸減小再逐漸增大的厚度。
3. 如請求項2所述之加熱器，其中，當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為高氧濃度時，通過該第一位置和該第二位置的直徑方向與該水平磁場的方向垂直；當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為低氧濃度時時，通過該第一位置和該第二位置的直徑方向與該水平磁場的方向平行。
4. 如請求項1所述之加熱器，其中，圍繞該主體的周向壁形成有平行於該主體的軸向方向延伸且彼此間隔開的多個狹槽，其中，該多個狹槽佈置成：從該主體的周向壁上的第一位置沿該主體的周向方向至與該第一位置中心對稱的第二位置，該多個狹槽 具有先逐漸增大再逐漸減小的長度；和/或者該多個狹槽佈置成：從該主體的周向壁上的第一位置沿該主體的周向方向至與該第一位置中心對稱的第二位置，該多個狹槽中的相鄰兩個狹槽之間的間距先逐漸減小再逐漸增大。
5. 如請求項4所述之加熱器，其中，當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為高氧濃度時，通過該第一位置和該第二位置的直徑方向與該水平磁場的方向垂直；當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為低氧濃度時時，通過該第一位置和該第二位置的該直徑方向與該水平磁場的方向平行。
6. 一種加熱器的工作方法，該工作方法用於如請求項1至5中任一項所述之加熱器在拉晶過程中使用，該方法包括：通過端子向該加熱器供電；通過調整該加熱器的圓筒形的主體的周向壁以提供與施加於坩堝的磁場相適配的熱場，從而使得由多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度。
7. 如請求項6所述之加熱器的工作方法，其中，該主體的周向壁形成為：從該主體的周向壁上的第一位置沿該主體的周向方向至與該第一位置中心對稱的第二位置，該主體的周向壁具有先逐漸減小再逐漸增大的厚度；相應地，該通過調整該加熱器的圓筒形的主體的周向壁以提供與施加於坩堝的磁場相適配的熱場，從而使得由多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度，包括：當該磁場為水平磁場且該期 望的氧濃度為低氧濃度時，將該加熱器的圓筒形的主體的周向壁調整為通過該第一位置和該第二位置的直徑方向與該水平磁場的方向平行；當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為高氧濃度時，將該加熱器的圓筒形的主體的周向壁調整為通過該第一位置和該第二位置的直徑方向與該水平磁場的方向垂直。
8. 如請求項6所述之加熱器的工作方法，其中，圍繞該主體的周向壁形成有平行於該主體的軸向方向延伸且彼此間隔開的多個狹槽，其中，該多個狹槽佈置成：從該主體的周向壁上的第一位置沿該主體的周向方向至與該第一位置中心對稱的第二位置，該多個狹槽具有先逐漸增大再逐漸減小的長度，相應地，該通過調整該加熱器的圓筒形的主體的周向壁以提供與施加於坩堝的磁場相適配的熱場，從而使得由多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度，包括：當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為低氧濃度時，將該加熱器的圓筒形的主體的周向壁調整為通過該第一位置和該第二位置的直徑方向與該水平磁場的方向平行；當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為高氧濃度時，將該加熱器的圓筒形的主體的周向壁調整為通過該第一位置和該第二位置的直徑方向與該水平磁場的方向垂直。
9. 如請求項6所述之加熱器的工作方法，其中，圍繞該主體的周向壁形成有平行於該主體的軸向方向延伸且彼此間隔開的多個狹槽，其中，該多個狹槽佈置成：從該主體的周向壁上的第一位置沿該主體的周向方向至與該第一位置中心對稱的第二位置，該多個狹槽 中的相鄰兩個狹槽之間的間距先逐漸減小再逐漸增大，相應地，該通過調整該加熱器的圓筒形的主體的周向壁以提供與施加於坩堝的磁場相適配的熱場，從而使得由多晶矽原料拉制成的單晶矽棒具有期望的氧濃度，包括：當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為低氧濃度時，將該加熱器的圓筒形的主體的周向壁調整為通過該第一位置和該第二位置的直徑方向與該水平磁場的方向平行；當該磁場為水平磁場且該期望的氧濃度為高氧濃度時，將該加熱器的圓筒形的主體的周向壁調整為通過該第一位置和該第二位置的直徑方向與該水平磁場的方向垂直。

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