单晶炉的石墨坩埚及其制造方法、坩埚组件和单晶炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112708932A(43)申请公布日2021.04.27(21)申请号202011519963.4(22)申请日2020.12.21(71)申请人徐州鑫晶半导体科技有限公司地址221004江苏省徐州市经济技术开发区鑫芯路1号(72)发明人王双丽(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人张文姣(51)Int.Cl.C30B15/10(2006.01)C30B15/16(2006.01)C30B15/20(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图7页(54)发明名称单晶炉的石墨坩埚及其制造方法、坩埚组件和单晶炉(57)摘要本发明公开了一种单晶炉的石墨坩埚及其制造方法、坩埚组件和单晶炉，石墨坩埚包括本体，本体为石墨件且限定出盛放腔，盛放腔的壁面上具有开凿部，开凿部处形成有凹槽，凹槽沿本体的周向延伸以形成为环形结构，其中，对坩埚半成品、与坩埚半成品适配的石英坩埚以及盛装于石英坩埚内的熔汤进行热场模拟，得到熔汤的高温区的等温线，在本体的纵截面上，凹槽的形状适于与等温线的部分的形状相一致，坩埚半成品构造成在坩埚半成品的内壁面上加工出凹槽以形成本体，高温区的温度高于熔汤的其余任一区域的温度。根据本发明的单晶炉的石墨坩埚，可以降低熔汤边缘处的温度，从而降低熔汤氧含量，有利于提升晶棒品质。CN112708932ACN112708932A权利要求书1/2页1.一种单晶炉的石墨坩埚(100)，其特征在于，包括：本体(1)，所述本体(1)为石墨件且限定出盛放腔(1a)，所述盛放腔(1a)的壁面上具有开凿部(10)，所述开凿部(10)处形成有凹槽(1b)，所述凹槽(1b)沿所述本体(1)的周向延伸以形成为环形结构，其中，对坩埚半成品(101)、与所述坩埚半成品(101)适配的石英坩埚(200)以及盛装于所述石英坩埚(200)内的熔汤(300)进行热场模拟，得到所述熔汤(300)的高温区的等温线(R)，在所述本体(1)的纵截面上，所述凹槽(1b)的形状适于与所述等温线(R)的部分的形状相一致，所述坩埚半成品(101)构造成在所述坩埚半成品(101)的内壁面上加工出所述凹槽(1b)以形成所述本体(1)，所述高温区的温度高于所述熔汤(300)的其余任一区域的温度。2.根据权利要求1所述的单晶炉的石墨坩埚(100)，其特征在于，所述石墨坩埚(100)用于直拉法拉晶，在拉晶过程中，所述等温线(R)为多条且随所述熔汤(300)的液位的下降由上向下布置，多条所述等温线(R)对应于所述坩埚半成品(101)的壁面上的区域为开凿区域，所述开凿部(10)为多个且均位于所述开凿区域内。3.根据权利要求2所述的单晶炉的石墨坩埚(100)，其特征在于，多个所述开凿部(10)沿所述本体(1)的轴向间隔设置，且适于与多条所述等温线(R)分别对应，每个所述开凿部(10)处形成有一个所述凹槽(1b)，所述凹槽(1b)的形状适于与对应所述等温线(R)的部分的形状相一致；优选地，所述开凿部(10)适与对应所述等温线(R)的上端部齐平。4.根据权利要求1‑3中任一项所述的单晶炉的石墨坩埚(100)，其特征在于，所述本体(1)包括侧壁部(11)和底壁部(12)，所述侧壁部(11)形成为筒状结构，所述底壁部(12)连接在所述侧壁部(11)的底部以封闭所述侧壁部(11)的底部，所述凹槽(1b)形成在所述侧壁部(11)和/或所述底壁部(12)上。5.根据权利要求4所述的单晶炉的石墨坩埚(100)，其特征在于，所述凹槽(1b)内填充有隔热件，所述隔热件的导热率低于所述本体(1)的导热率；任选地，所述隔热件为碳纤维材料件。6.根据权利要求1所述的单晶炉的石墨坩埚(100)，其特征在于，所述凹槽(1b)适于与所述等温线(R)的上端部的形状相一致。7.一种坩埚组件(1000)，其特征在于，包括：石墨坩埚(100)，所述石墨坩埚(100)为根据权利要求1‑6中任一项所述的单晶炉的石墨坩埚(100)；石英坩埚(200)，所述石英坩埚(200)安装于所述盛放腔(1a)。8.一种单晶炉，其特征在于，包括：炉体；和坩埚组件(1000)，所述坩埚组件(1000)为根据权利要求7所述的坩埚组件(1000)，且所述坩埚组件(1000)设在所述炉体内。9.一种石墨坩埚(100)的制造方法，其特征在于，所述石墨坩埚(100)为根据权利要求1‑6中任一项所述的单晶炉的石墨坩埚(100)，所述制造方法包括以下步骤：S1：对坩埚半成品(101)、与所述坩埚半成品(101)适配的石英坩埚(200)以及盛装于所述石英坩埚(200)内的熔汤(300)进行热场模拟；2CN112708932A权利要求书2/2页S2：提取所述步骤