热屏及单晶硅生长炉结构.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CN109930200A(43)申请公布日2019.06.25(21)申请号201711368216.3(22)申请日2017.12.18(71)申请人上海新昇半导体科技有限公司地址201306上海市浦东新区泥城镇新城路2号24幢C1350室(72)发明人肖德元汪燕(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人罗泳文(51)Int.Cl.C30B29/06(2006.01)C30B15/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称热屏及单晶硅生长炉结构(57)摘要本发明提供一种热屏及单晶硅生长炉结构，所述热屏的屏底包含上层、下层及侧壁，所述侧壁连接于所述上层与所述下层之间且围成窗口，所述上层、所述下层、所述侧壁及屏壁围成一空腔，所述空腔填充有保温材料，所述上层与水平面呈第一角度偏向所述热屏内部倾斜，所述下层与水平面呈第二角度偏所述向熔体坩埚内部倾斜，所述下层包含朝所述空腔内部凹陷的弧面。本发明通过改变热屏底部设计达到优化轴向和纵向温度梯度的目的，从而提高单晶硅的拉速，提高硅片径向的质量均匀性，并且通过下层弧面的热反射，从而达到节能的效果。本发明可有效提高工艺效率，节约能源，在半导体制造领域具有广泛的应用前景。CN109930200ACN109930200A权利要求书1/2页1.一种用于单晶硅生长炉的热屏，其特征在于，所述热屏设置于所述单晶硅生长炉的熔体坩埚上部，所述热屏包括屏壁及屏底，所述屏底设置于所述屏壁的底部，所述屏底具有供所述熔体提拉通过的窗口，所述屏底包含上层、下层及侧壁，所述侧壁连接于所述上层与所述下层之间且围成所述窗口，所述上层、所述下层、所述侧壁及所述屏壁围成一空腔，所述空腔填充有保温材料，所述上层与水平面呈第一角度偏向所述热屏内部倾斜，所述下层与水平面呈第二角度偏所述向熔体坩埚内部倾斜，所述下层包含朝所述空腔内部凹陷的弧面。2.根据权利要求1所述的用于单晶硅生长炉的热屏，其特征在于：所述屏底的所述上层及所述侧壁包含第一热反射系数的第一石墨层，所述屏底的下层包含第二热反射系数的第二石墨层，所述第一热反射系数小于所述第二热反射系数的二分之一。3.根据权利要求2所述的用于单晶硅生长炉的热屏，其特征在于：所述第一石墨层的所述第一热反射系数介于0～0.2之间，所述第二石墨层的所述第二热反射系数介于0.8～1之间。4.根据权利要求1所述的用于单晶硅生长炉的热屏，其特征在于：所述屏底的水平投影形状包含圆环形状，所述屏底的内径范围介于330mm～380mm之间，所述屏底的外径范围介于500mm～750mm之间。5.根据权利要求1所述的用于单晶硅生长炉的热屏，其特征在于：所述保温材料包含碳纤维毡。6.根据权利要求1所述的用于单晶硅生长炉的热屏，其特征在于：所述屏底的所述上层与所述水平面之间的第一角度介于15°～45°之间。7.根据权利要求1所述的用于单晶硅生长炉的热屏，其特征在于：所述屏底的所述下层与所述水平面之间的第二角度介于15°～60°之间。8.根据权利要求1～7任意一项所述的用于单晶硅生长炉的热屏，其特征在于：所述下层呈朝所述空腔内部凹陷的弧面，且所述弧面的热反射焦点位于所述熔体坩埚内熔体的表面或内部，以提高热效率。9.一种单晶硅生长炉结构，其特征在于，所述生长炉结构包括：炉体，包括炉体壁以及腔体，所述腔体由所述炉体壁所包围；熔体坩埚，设置于所述腔体内，用以承载熔体；加热器，设置所述腔体内且分布于所述熔体坩埚外周，用以提供所述熔体坩埚的热场；以及热屏，设置于所述熔体坩埚上部，所述热屏包括屏壁及屏底，所述屏底设置于所述屏壁的底部，所述屏底具有供所述熔体提拉通过的窗口，所述屏底包含上层、下层及侧壁，所述侧壁连接于所述上层与所述下层之间且围成所述窗口，所述上层、所述下层、所述侧壁及所述屏壁围成一空腔，所述空腔填充有保温材料，所述上层与水平面呈第一角度偏向所述热屏内部倾斜，所述下层与水平面呈第二角度偏所述向熔体坩埚内部倾斜，所述下层包含朝所述空腔内部凹陷的弧面。10.根据权利要求9所述的单晶硅生长炉结构，其特征在于：所述屏底的所述上层及所述侧壁包含第一热反射系数的第一石墨层，所述屏底的下层包含第二热反射系数的第二石墨层，所述第一热反射系数小于所述第二热反射系数的二分之一。2CN109930200A权利要求书2/2页11.根据权利要求10所述的单晶硅生长炉结构，其特征在于：所述第一石墨层的所述第一热反射系数介于0～0.2之间，所述第二石墨层的所述第二热反射系数介于0.8～1之间。12.根据权利要求9所述的单晶硅生长炉结构，其特征在于：所述屏底的水平投影形状包含圆环形状，所述屏底的内径范围介于330mm～380mm