一种拉晶炉及单晶硅棒的制备方法.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CN110904504A(43)申请公布日2020.03.24(21)申请号201911219643.4(22)申请日2019.12.03(71)申请人西安奕斯伟硅片技术有限公司地址710065陕西省西安市高新区锦业路1号都市之门A座1323室(72)发明人杨帅军蒲以松(74)专利代理机构北京银龙知识产权代理有限公司11243代理人许静胡影(51)Int.Cl.C30B29/06(2006.01)C30B15/14(2006.01)C30B15/20(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种拉晶炉及单晶硅棒的制备方法(57)摘要本发明提供一种拉晶炉及单晶硅棒的制备方法，拉晶炉包括炉体，炉体内设置有坩埚，炉体的内壁和坩埚的外周之间设置有坩埚加热器，炉体的顶部开设有提拉开口，用于提供单晶硅棒的提拉通道，拉晶炉还包括：环形保温盖，环形保温盖水平设置于坩埚加热器上方并与炉体的内壁固定，环形保温盖的环口与提拉开口正对；导流筒，导流筒的第一端搭接于环形保温盖的内沿，第二端延伸至坩埚内，导流筒的第二端的口径大于单晶硅棒的直径；筒形加热器，筒形加热器竖向设置于环形保温盖的环口与提拉开口之间。根据本发明实施例的拉晶炉，可以对单晶硅棒的一定区域进行加热，并且不影响通入的惰性气体对其他区域的冷却作用，有效提高了单晶硅棒的生长质量。CN110904504ACN110904504A权利要求书1/1页1.一种拉晶炉，所述拉晶炉包括炉体，所述炉体内设置有坩埚，所述炉体的内壁和所述坩埚的外周之间设置有坩埚加热器，所述炉体的顶部开设有提拉开口，用于提供单晶硅棒的提拉通道，其特征在于，所述拉晶炉还包括：环形保温盖，所述环形保温盖水平设置于所述坩埚加热器上方并与所述炉体的内壁固定，所述环形保温盖的环口与所述提拉开口正对；导流筒，所述导流筒的第一端搭接于所述环形保温盖的内沿，所述导流筒的第二端延伸至所述坩埚内，所述导流筒的第二端的口径大于所述单晶硅棒的直径；筒形加热器，所述筒形加热器竖向设置于所述环形保温盖的环口与所述提拉开口之间，所述筒形加热器的下部伸入所述导流筒内且所述筒形加热器的底部高于所述导流筒的第二端，所述筒形加热器的外壁与所述导流筒的内壁之间形成用于引导惰性气体流向的风道，所述筒形加热器的内径大于所述单晶硅棒的直径。2.根据权利要求1所述的拉晶炉，其特征在于，所述筒形加热器包括隔热套筒以及设置于所述隔热套筒内壁的螺旋加热管。3.根据权利要求2所述的拉晶炉，其特征在于，所述螺旋加热管的环间间距自靠近所述坩埚的一端向远离所述坩埚的一端逐渐减小。4.根据权利要求2所述的拉晶炉，其特征在于，所述拉晶炉还包括：若干温度感应器，所述隔热套筒上不同高度位置对应开设有若干测温孔，所述若干温度感应器的探头通过所述测温孔伸入所述隔热套筒内。5.根据权利要求1所述的拉晶炉，其特征在于，所述筒形加热器通过联结结构固定于所述提拉开口的下方。6.根据权利要求1所述的拉晶炉，其特征在于，所述导流筒的第二端的口径小于所述导流筒的第一端的口径。7.根据权利要求1所述的拉晶炉，其特征在于，所述导流筒的内壁面为弧形面。8.根据权利要求1所述的拉晶炉，其特征在于，所述导流筒的纵向截面为底部开口的U形。9.一种单晶硅棒的制备方法，所述制备方法包括：加热坩埚内的硅料形成熔体，利用提拉装置将籽晶插入熔体表面，使固液界面的所述熔体在所述籽晶处冷却结晶，提拉所述籽晶使晶体生长得到单晶硅棒，其特征在于，应用于如权利要求1-8中任一项所述的拉晶炉，所述制备方法还包括：在提拉所述籽晶的同时向筒形加热器和导流筒之间形成的风道内通入惰性气体，对所述固液界面进行冷却；当所述单晶硅棒提拉进入所述筒形加热器内时，利用筒形加热器对所述筒形加热器的内部区域进行加热。10.根据权利要求9所述的单晶硅棒的制备方法，其特征在于，利用筒形加热器对所述筒形加热器的内部区域进行加热的步骤中：控制所述筒形加热器的内部区域的温度在1100～1300℃的范围内。2CN110904504A说明书1/6页一种拉晶炉及单晶硅棒的制备方法技术领域[0001]本发明涉及硅棒制备技术领域，具体涉及一种拉晶炉及单晶硅棒的制备方法。背景技术[0002]如今，单晶硅是大多数半导体元器件的基底材料，其中绝大多数的单晶硅都是由乔克拉尔斯基法制备。该方法通过将多晶硅硅料放置在石英坩埚内融化，在直拉单晶过程中，首先让籽晶和熔体接触，使固液界面处的熔硅沿着籽晶冷却结晶，并通过缓慢拉出籽晶而生长，缩颈完成之后通过降低拉速和/或熔体温度来放大晶体生长直径直至达到目标直径；转肩之后，通过控制拉速和熔体温度使晶体生长进入“等径生长”阶段；最后，通过增大拉速和提高熔体温度使晶体