TWM424337U - Melt down cover and crystal growth equipment - Google Patents

Description

^424337 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作有關於一種熔料保溫蓋與長晶爐，特別是關於一夫 製造半導體所需的熔料保溫蓋及其使用的半導體長晶爐。 【先前技術】 . 隨著電子業的科技進步，人們已越來越依賴半導體，並， '用半導體來製造各種電介體、磁性體，最終用以生產各式 鲁的電子元件、晶片或記憶體。傳統上，半導體的原始材料 純度的石夕原料，其製造方式係將其置放在一長晶爐的_内: 熱、長晶而形成。一般而言，為了保持坩鍋内均勻的加熱效= ，通常會將加熱器設置於該坩鍋的周邊，或者使該坩鍋成旋轉 加熱狀態。然後，在該矽原料熔融之後，投入晶種進行提拉^ 私，則具有晶相的半導體初胚即可在該晶種的下方成長、纟士 : 〇 曰本專利JP-3671562揭露了一種單晶半導體的長晶爐，其 係在一坩鍋的上方設置一任意可升降的隔熱板，用以在矽原料 ®熔融階段提供保溫的效果。這種可視需求而調整高度的隔熱板 之優點在於，可以方便地控制該加熱坩鍋的隔熱效果。 另一曰本專利JP-387356丨揭露了另一種半導體的長晶爐 ，其係在該i甘鋼的周邊設置一圓盤，並在該圓盤的下方面對熔 融矽原料的一面設置有鏡面效果的反射結構，用以加速矽原料 炼融化。 中國專利CN10丨849043 A揭露了又一種半導體的長晶爐， 其在財鋼内腔室的上方設置一加熱裝置，並在該腔室周邊的石· 央板上塗佈金屬的反射層，用以反射熱量。 3/1) M424337 J而上述專利所述的長晶爐均有熱量流失過大的問題， 因此其加熱效果較差，所需的加熱時間亦較長，浪費能源，造 成生產成本提升。 口此如何減少長晶爐的坩鍋内之熱量流失問題，用以提 升加熱^’驗加熱4’節省_、，並降低半導體的生產 成本，這疋本領域具有通常知識者努的目標。 【新型内容】 …本創作主要目的減少長晶爐㈣細之熱量流失問題，用 乂，升加熱效率’縮短加熱工時，節省能源，並降低半導體的 生產成本。 為達上达及其他目的，本創作提供一種溶料保溫蓋，其包 舌2複數個板體及至少—支料，該支料轉該複數個板體 亥些板體的面與面相間隔而對應設置；藉此，該複數個板 體用以反射熱輪射能量。 為達上；4及其他目的，本創作提供-種半導體長晶爐，其 i括有i鋼、至少—加熱器、至少—絕熱單元、一熱遮罩 闲 比^丨…及A谷料保溫蓋；該加熱器設置於該掛鋼的鄰近 周邊’該絕鮮元包胁該加_與制 =該=上方:簡遮㈣定義有—容置通道；該 立々。亥=置通遏内呈往覆移動狀態，該些板體以其一面朝向 二=鋼’ #此’ _料保溫蓋用以反射熱㈣能量，降低熱能 月欠失。 …、 μ如士所述的熔料保溫蓋或半導體長晶爐，其中，該些板體 寺。間距設置該板體的間距為30mm ± ]〇%，厚度為5mm-+ 10〇/〇，直徑為 220mm ± 1〇%。 — * 4/11 M42433? 如上所述的熔料保溫蓋或半導體長晶爐，其中，該板體至 少為2個。 ’、 如上所述的炫料保溫蓋或半導體長晶爐，其中，該板體的 至少其中-面呈鏡面結構或光滑亮面結構，多個板體的鏡面結 構或光滑亮面結構均朝向同—方向。 綜上所述’本創作_料保溫蓋與使用該 ¥體長晶爐，可減少長晶爐的掛鋼内之熱#流'、二= 升加熱效率，縮短加熱工時，節“ °崎’用以提 成本，非常實用。 亚降低半導體的生產 下古能更進一步瞭解本創作的特徵及技術内容，社夫my 說明用，並非用來對本創作加以關而所附圖式僅提供參考與 【實施方式】 請參閱SM，圖！為本創作第一實 剖面示意圖。如圖】所示，一半導體長 長晶爐的 '多個加熱器12、多個絕熱單元f二 -μ)及-_保溫蓋15。其中，該純/;=罩u(the職^ η的鄰近周邊，較佳係直接地_ ^置於该甜鋼 絕熱單元π包覆於該加熱器12賴鄉=】】的外壁；該 熱量散逸離開該半導體長晶爐卜該熱遮罩14設^=内部的 广方’该熱遮罩]4内定義有—容置通道⑷鍋]丨 =位於該容置通道】4】内可呈往覆移動的狀熊。=料保溫蓋 日守，應百先在該_ η内投入高純度的石夕原二衣，半導體 熱器]2加熱，使該掛鋼 …。後透過該加 熱時’該絕敎單元13㈣广社 夕原料的炫點。當加. .…谷料保溫蓋】5的目的即在於減少熱 5/1) M424337 虽政失。當溫度超過石夕原料的炼點後，該秒原料即可融化成流 體狀，之後，投入晶種進行提拉製程；如此—來，具有晶相的 半導體初胚即可在該晶種的下方成長、結晶，最後長成半導體 在長晶的過程中，溫度的控制是至為關鍵的一環。請再同 2參閱圖2，圖2為本創作第一實施例之熔料保溫蓋的結構示 意圖。如圖2所示，該熔料保溫蓋15包括有四個板體151及 四個支撐件〗52，四個板體]51由上至下依次排列，該支撐件 152在上下的方向上串接該四個板體】51，使該些板體的 面A面相間隔而對應设置。在本實施例中，該些板體]51等間 距設置，且該間距(H)較佳係為3〇mm 土 ]〇% 了每一板體']5】 的厚度較佳係為5麵± 1G%，其直徑較佳為22⑽⑺± ]〇%。 該板體15】$-圓盤狀，因此若從側面觀之，純體15 面呈平板狀。 為了減少該半導體長晶爐i内的熱量流失問題，提升加孰 效率，本創作將郷龍溫蓋15設計歧少四财平設置^ 板虹]51，每-板體]51可在其朝向熱源(即融化的石夕原料)的一 面施予亮面處理（即所有板體⑸的下側面），該亮面處理的功 ^在於極大化的將^_輸量反_去。兩個（或以上)板 體151的目的在於以多層阻隔的方式來反射熱4，進一步地降 ，熱能輪射逸出。此外，在較佳實施例中，該板體⑸的材質 取好使用耐③溫的反射型材料·，例純金屬或鉬合全，用以承 受尚達攝氏職度以上的高溫。當然，在其他的實施 ，該板體⑸亦可兩面均施予亮面處理，使料显^ 的熱反射效果更佳。 m瓜 在圖1與圖2的實施例中，_料保溫蓋】5的四個板體 6/11 M424337 151之大小尺寸均相等，該坩鍋Π上方的熱遮罩】4係呈錐狀

’因此’當該熔料保溫蓋15在該容置通道14】内上下移動時( 配合長晶的速度）’即可保持至少一板體丨5〗的外周與該熱遮罩 4的内2相罪近或貼合；如此，可進一步地減少熱量自該嫁料 保溫蓋15與該熱遮罩丨4的内壁間的縫隙洩露。在此，該板體 151的外周與該熱遮罩丨4的内壁相貼合，其係代表：該板體 151的外形輪廓應搭配該熱遮罩丨4的截面形狀而跟隨著設計或

改變。還有，經過多次的模擬實驗發現，該間距(Η)過大會造成 熱對流上升，使得熱量散逸速度加快，不利於半導體長晶製程 ，因此該熔料保溫蓋丨5的設計上在符合製造成本的前提下， /、板fta】51的間距(丨:丨)越小越好，其較佳係小於川丨加】。 本案還有其他的實施例。請參圖3，圖3為本創作第二實 施例之炼料保溫蓋的結構示意圖。以下，相同的元件標示以相 同的編號’並不再贅述其結構。如圖3所示，本實施例的熔料 保溫蓋]5係由四個不同大小的板體]5】所構成，自上而下依 次由大至小，如此’本圖式實施例的熔料保溫蓋丨5即可與圖】

的錐狀熱遮罩14相對應並配合。具體的說，當該加熱器丨2加 熱時，可將本實施例的熔料保溫蓋丨5置於該熱遮罩]4的容置 通道14丨内，使四個板體】5丨的外周完全地與該熱遮罩M的 内壁相貼合。如此，可達更佳的絕熱效果。 請參閱圖4 ’圖4為本創作第三實施例之半導體長晶爐的 剖面示意圖。在本實施例中，該熱遮罩丨4呈圓筒狀，該熔料 保溫蓋15的多個板體】5丨之截面均呈圓弧狀，該半導體長晶 爐1的正上方更設置有一提拉裝置9，該提拉裝置9透過一牽 引線…❿拉動娜料保溫蓋丨5，使娜料保溫蓋j5可配合晶 體的向上成長而緩缓升起，且，當該炫料保溫蓋Μ位於該容 7/ΊΙ M424337 置通道141内時，三個板體】5丨之外周亦完全地與該熱遮罩]4 ^内壁相貼合。在此，該提拉裝置9可以是捲動式、拉動式、 π動式或任思其他型式，而拉動該牽引線9丨與該熔料保溫蓋 15 ’使其緩慢地向上移動。 —此外，經過多次實驗發現，該板體15丨的直徑越大，其遮 蔽面積較大，就越能達到較佳的熱反射效果。還有，多個板體 15丨之大小相同（即該板體]5丨的直徑相等），其保溫效果也較佳 。當然’而單位體積内的板體】51層數越多，其熱反射也越好 综上所述’本創作的炫料保溫蓋15與使用該溶料保溫蓋 15的半導體長晶爐丨，可減少長晶爐的坩鍋内埶量 ，升加熱效率，縮短加熱工時，節省能源:;降= 體的生產成本，非常實用。 本創作以實施例說明如上，然其並非用以限定本創作所主 張之專利權職ϋ。其翻料翻#視後附之巾請專利範 及其等_域而定。凡本領域具有通常知識者，在不脫離本 利精神或範圍内，所作之更動或潤飾，均屬於本創作所 神下所完成之等效改變或料，且應包含在下敎巾請^ 圍内。 乾 【圖式簡單說明】 圖1為本創作第一實施例之半導體長晶爐的剖面示意 圖2為本創作第一實施例之熔料保溫蓋的結構示意^ : 圖3為本創作第二實施例之熔料保溫蓋的結構示 圖4為本創作第三實施例之半導體長晶爐的剖面^音圖 M424337 【主要元件符號說明】 1 :半導體長晶爐 :坩鍋 ]2 :加熱器 ]3 :絕熱單元 14 :熱遮罩 ]4]:容置通道 15 :熔料保溫蓋 ]51 :板體 ]52 :支撐件 9:提拉裝置 91 :牽引線 Η :間距

Claims (1)

1. M424337 六、申請專利範圍： |、一種熔料保溫蓋，其包括： 複數個板體； 的對接該複數個板體— ，此’該複數個板體用以反射聽射能量。 些板體㈣1項觀姆料保溫蓋 板^哉如申請專利範圍第1項所述的炫料保溫蓋 板虹的戴面呈圓弧狀或平板狀。 4、如申請專利範圍第〗項所述 板體至少為2個。 卄保/皿1 專利範圍第1項所述的㈣保溫蓋 板加'的厚度為5mm ± J 〇% 〇 如申睛專利範圍第】項所述的炫料保溫苗 板租的至少其中—面呈鏡面結構或締亮面結構。 如申清專利範圍第6項所述的炫料保溫葚 個板體的鏡面結構或光滑亮面結構_向同—方=。 8、一種半導體長晶爐，其包括： 一坩鍋； 至少一加熱器，設置於該坩鍋的鄰近周邊； j少一絕熱單元，包覆於該加熱器與該坩鍋外側； 一熱遮罩，設置於該坩鍋上方，該熱遮罩 丄 通道；以及 又我有一 如申請專利範圍第丨項至第7項之其中一項所逑/ 溫盍’該炫料保溫蓋位於該容置通道内呈往覆移動 其中 其中 其中 其中 其中 其中 10/11 M424337 板體以其一面朝向該坩鍋； 藉此，該熔料保溫蓋用以反射熱輻射能量，降低熱能散失 〇 9、如申請專利範圍第8項所述的半導體長晶爐，其中， 該熱遮罩呈圓筒狀或錐狀。 ]〇、如申請專利範圍第8項所述的半導體長晶爐，其中， 至少一板體的外周與該熱遮罩的内壁相貼合。

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