一种用于生产单晶硅棒的石英坩埚、坩埚组件及拉晶炉.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114959880A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210594928.1(22)申请日2022.05.27(71)申请人西安奕斯伟材料科技有限公司地址710100陕西省西安市高新区西沣南路1888号1-3-029室(72)发明人杨文武(74)专利代理机构西安维英格知识产权代理事务所(普通合伙)61253专利代理师侯丽丽归莹(51)Int.Cl.C30B15/10(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图8页(54)发明名称一种用于生产单晶硅棒的石英坩埚、坩埚组件及拉晶炉(57)摘要本发明实施例公开了一种石英坩埚，所述石英坩埚包括：底部部分；周向部分，所述周向部分包括径向内侧上的附加层；其中，所述附加层包括富氧层以及设置在所述富氧层上的硅基富氢层。石英坩埚的硅基富氢层将首先被分解并且分解出的氢将在对流的作用下浸入单晶硅棒中，由此可以抑制氧的析出，进而抑制单晶硅棒中缺陷的形核后进一步聚集长大以将该缺陷控制在较小尺寸并且可以很好地解决拉晶前期单晶硅棒局部氧偏高的问题，由此提高了晶棒的整体良率；而且随着硅基富氢层的减薄，富氧层暴露于硅溶液，大量的氧析出，提高了此时单晶硅棒中氧的浸入，进而提高了拉晶后期单晶硅棒末端处氧的含量，因此达到使单晶硅棒整体的氧含量分布均匀的目的。CN114959880ACN114959880A权利要求书1/1页1.一种用于生产单晶硅棒的石英坩埚，其特征在于，所述石英坩埚包括：底部部分；周向部分，所述周向部分包括径向内侧上的附加层；其中，所述附加层包括富氧层以及设置在所述富氧层上的硅基富氢层。2.根据权利要求1所述的石英坩埚，其特征在于，所述周向部分包括直壁部分和位于所述直壁部分与所述底部部分之间的圆弧壁部分，其中，所述附加层设置在所述圆弧壁部分上。3.根据权利要求2所述的石英坩埚，其特征在于，所述周向部分的厚度大于所述底部部分的厚度。4.根据权利要求3所述的石英坩埚，其特征在于，所述圆弧壁部分的厚度大于所述直壁部分的厚度。5.一种坩埚组件，其特征在于，所述坩埚组件包括：根据权利要求1至4中的任一项所述的石英坩埚；外部坩埚；其中，所述石英坩埚嵌套在所述外部坩埚中，所述外部坩埚用于支撑所述石英坩埚以及向所述石英坩埚传递热。6.根据权利要求5所述的坩埚组件，其特征在于，所述外部坩埚包括在所述外部坩埚的口部处沿水平方向径向向外地延伸的第一凸缘，并且所述石英坩埚包括在所述石英坩埚的口部处沿水平方向径向向外地延伸的第二凸缘，所述第一凸缘和所述第二凸缘设置成当所述石英坩埚嵌套在所述外部坩埚中时，所述第二凸缘搁置在所述第一凸缘上。7.根据权利要求5或6所述的坩埚组件，其特征在于，所述外部坩埚由碳纤维复合材料制成。8.根据权利要求5或6所述的坩埚组件，其特征在于，所述外部坩埚形成为底面为平面状的圆筒形形状。9.一种拉晶炉，其特征在于，所述拉晶炉包括根据权利要求5至8中任一项所述的坩埚组件。2CN114959880A说明书1/4页一种用于生产单晶硅棒的石英坩埚、坩埚组件及拉晶炉技术领域[0001]本发明涉及半导体硅片生产领域，尤其涉及一种用于生产单晶硅棒的石英坩埚、坩埚组件及拉晶炉。背景技术[0002]用于生产集成电路等半导体电子元器件的硅片，主要通过将直拉(Czochralski)法拉制的单晶硅棒切片而制造出。直拉法包括使由坩埚组件中的多晶硅熔化以获得硅熔体，将单晶晶种浸入硅熔体中，以及连续地提升晶种移动离开硅熔体表面，由此在移动过程中在相界面处生长出单晶硅棒。当添加有掺杂剂时，多晶硅熔化也伴随有掺杂剂的溶解，随着单晶硅棒的不断增长，石英坩埚中的熔体也不断的下降，当单晶硅棒拉制完成时，石英坩埚内仅剩余少量的熔体。[0003]随着硅片品质的不断提高，对拉晶过程中的晶棒的晶体缺陷有了更高的管控要求。目前，影响晶体缺陷的其中两个主要因素在于拉晶工艺参数以及提供热场的部件的结构和性能，通过优化拉晶工艺参数能够改善晶棒的品质，提供热场的部件的结构和性能的好坏则是晶棒品质的先决条件。另外，提高热场的部件的性能也是晶棒品质提升的至关重要指标。由于对拉晶炉的拉晶环境要求的日渐严苛，对于提供热场的部件的性能和材质要求也逐渐提高，一般情况下，要求这些部件不仅能够耐高温，具有良好的热稳定性，而且纯度要高。[0004]坩埚组件作为热场中最为重要的部件之一，一般分为内侧和外侧两个部分，位于内侧的石英坩埚用于盛放硅溶液，晶棒中的氧是从石英坩埚分解得来，外侧通常为石墨坩埚，起到支撑石英坩埚和传递热的作用。然而，使用现有的坩埚组件普遍存在的问题在于：石英坩埚将导致拉制的晶棒的氧分布不均匀，而且石墨坩埚的使用寿命较短。发明内容[00