一种用于拉晶炉的热场控制装置及拉晶炉.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114752995A(43)申请公布日2022.07.15(21)申请号202210616029.7(22)申请日2022.05.31(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)发明人宋振亮宋少杰(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专利代理师李斌栋姚勇政(51)Int.Cl.C30B15/20(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种用于拉晶炉的热场控制装置及拉晶炉(57)摘要本发明实施例公开了一种用于拉晶炉的热场控制装置及拉晶炉，所述热场控制装置包括：所述拉晶炉的导流筒，所述导流筒固定地设置在所述拉晶炉中；隔热件，所述隔热件设置在硅熔体与从所述硅熔体拉制出的单晶硅棒之间，以与所述导流筒一起构成用于阻隔从所述硅熔体辐射至所述单晶硅棒的热量的热屏蔽体，其中，所述隔热件由适于机械传动的材料制成；隔热件驱动器，所述隔热件驱动器用于驱动所述隔热件移动来改变所述热屏蔽体的底部与所述硅熔体的液面之间的间距并相应地改变从所述硅熔体辐射至所述单晶硅棒的热量，以在所述单晶硅棒中获得所需要的轴向温度梯度。CN114752995ACN114752995A权利要求书1/1页1.一种用于拉晶炉的热场控制装置，其特征在于，所述热场控制装置包括：所述拉晶炉的导流筒，所述导流筒固定地设置在所述拉晶炉中；隔热件，所述隔热件设置在硅熔体与从所述硅熔体拉制出的单晶硅棒之间，以与所述导流筒一起构成用于阻隔从所述硅熔体辐射至所述单晶硅棒的热量的热屏蔽体，其中，所述隔热件由适于机械传动的材料制成；隔热件驱动器，所述隔热件驱动器用于驱动所述隔热件移动来改变所述热屏蔽体的底部与所述硅熔体的液面之间的间距并相应地改变从所述硅熔体辐射至所述单晶硅棒的热量，以在所述单晶硅棒中获得所需要的轴向温度梯度。2.根据权利要求1所述的热场控制装置，其特征在于，所述隔热件由不锈钢制成，并且所述隔热件的表面积小于所述导流筒的表面积。3.根据权利要求1所述的热场控制装置，其特征在于，所述隔热件包括本体和覆盖所述本体的覆层，所述覆层用于防止所述本体的污染性杂质逸出。4.根据权利要求1至3中任一项所述的热场控制装置，其特征在于，所述隔热件呈圆筒状，并且所述隔热件的内周壁竖直地延伸。5.根据权利要求4所述的热场控制装置，其特征在于，所述隔热件的高度小于所述导流筒的高度。6.根据权利要求5所述的热场控制装置，其特征在于，所述单晶硅棒的直径为300mm至308mm，所述内周壁与所述单晶硅棒的外周壁之间的间距介于20mm至50mm之间。7.根据权利要求6所述的热场控制装置，其特征在于，所述导流筒的底部与所述硅熔体的液面之间的间距介于20mm至60mm之间。8.根据权利要求1所述的热场控制装置，其特征在于，所述导流筒包括壳体和设置在所述壳体内部的保温材料。9.一种拉晶炉，其特征在于，所述拉晶炉包括根据权利要求1至8中任一项所述的热场控制装置。10.根据权利要求9所述的拉晶炉，其特征在于，所述拉晶炉还包括：坩埚，所述坩埚用于容纳所述硅熔体；坩埚驱动器，所述坩埚驱动器用于驱动所述坩埚移动以在拉制所述单晶硅棒期间容纳在所述坩埚中的硅熔体的量持续减少的过程中使所述硅熔体的液面的高度保持恒定，其中，所述热场控制装置还包括：测量单元，所述测量单元用于测量所述隔热件的移动距离；确定单元，所述确定单元用于仅根据所述移动距离确定出所述热屏蔽体的底部与所述硅熔体的液面之间的间距。2CN114752995A说明书1/5页一种用于拉晶炉的热场控制装置及拉晶炉技术领域[0001]本发明涉及半导体硅片生产领域，尤其涉及一种用于拉晶炉的热场控制装置及拉晶炉。背景技术[0002]对于半导体硅片的生产而言，通常首先通过直接法拉制出单晶硅棒，之后进行切片、研磨、抛光以及可能的外延生长处理之后便可以获得所需品质的硅片。其中对于直接法拉制单晶硅棒而言，所使用的装置为拉晶炉，坩埚放置于拉晶炉的炉体中，高纯度多晶硅料容纳在坩埚中，通过加热获得硅熔体，将籽晶浸入硅熔体中并经过引晶、放肩、等径，收尾、冷却等工艺过程后便可以最终获得单晶硅棒。[0003]随着半导体制程的缩短，对于硅片的要求越来越高，一般都需要无晶体生长缺陷的硅片，这就要求在拉制单晶硅棒的过程中有效地控制晶体生长缺陷。根据用于确定晶体生长缺陷的V/G理论，拉制单晶硅棒过程中的晶体生长缺陷除了与拉速V有关以外还与单晶硅棒的轴向温度梯度G有关，而单晶硅棒的轴向温度梯度G取决于热场设计，好的热场设计可有利于单晶硅棒无生长缺陷。[0004]影响拉制出的单晶硅棒周围的热场的因素是综合性的，拉晶炉中的热量来源于