一种直拉单晶炉热场用石墨坩埚.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CN109898134A(43)申请公布日2019.06.18(21)申请号201711290243.3(22)申请日2017.12.07(71)申请人有研半导体材料有限公司地址101300北京市顺义区林河工业开发区双河路南侧(72)发明人姜舰秦瑞锋戴小林崔彬王雅楠吴志强(74)专利代理机构北京北新智诚知识产权代理有限公司11100代理人刘秀青(51)Int.Cl.C30B15/10(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种直拉单晶炉热场用石墨坩埚(57)摘要本发明公开了一种直拉单晶炉热场用石墨坩埚，该石墨坩埚由多个埚瓣组装而成，每个埚瓣在其拐角位置内壁设有暗槽，该暗槽内设有拐角块。采用本发明可以避免石墨坩埚埚瓣接缝处出现腐蚀开裂造成整个坩埚的报废，仅仅在石墨坩埚埚瓣接缝处出现腐蚀变薄后进行拐角块的更换即可解决问题，有效的延长坩埚寿命，减少了坩埚长时间使用可能带来的风险。CN109898134ACN109898134A权利要求书1/1页1.一种直拉单晶炉热场用石墨坩埚，其特征在于，该石墨坩埚由多个埚瓣组装而成，每个埚瓣在其拐角位置内壁设有暗槽，该暗槽内设有拐角块。2.根据权利要求1所述的直拉单晶炉热场用石墨坩埚，其特征在于，所述埚瓣的数量为2-6个。3.根据权利要求1所述的直拉单晶炉热场用石墨坩埚，其特征在于，每个埚瓣在其拐角位置的内壁设有1-10个暗槽。4.根据权利要求1所述的直拉单晶炉热场用石墨坩埚，其特征在于，所述石墨坩埚由三个埚瓣拼接而成，每个埚瓣分别在其内壁两侧边沿上设置暗槽，组装后相邻两个埚瓣的暗槽两两拼接成新的暗槽，拐角块安装在暗槽中。5.根据权利要求1所述的直拉单晶炉热场用石墨坩埚，其特征在于，所述埚瓣为石墨材质；所述拐角块为石墨或碳纤维材质。2CN109898134A说明书1/2页一种直拉单晶炉热场用石墨坩埚技术领域[0001]本发明涉及一种直拉单晶炉热场用石墨坩埚，可用于直拉单晶炉热场内硅单晶生长。背景技术[0002]现在集成电路的线宽已进入了纳米时代，直径越大的硅片，所能刻制的集成电路越多，芯片的成本也就越低，随着国内和国际市场对大直径单晶硅片需求量和尺寸的快速增加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。[0003]单晶硅按晶体生长方法的不同，分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池，目前约85％的半导体硅单晶体采用直拉法。在该方法中多晶硅被装进石墨坩埚内石英坩埚中，加热熔化，然后将熔硅略做降温，给予一定的过冷度，将一支特定晶向的硅单晶体(称作籽晶)与熔体硅接触，通过调整熔体的温度和籽晶向上提拉速度，使籽晶形成细颈在高速下生长一定长度，降低晶体提拉速度和熔体温度使晶体长大至近目标直径，再提高提拉速度使单晶体近恒直径生长。在生长过程的末期，此时坩埚内的硅熔体尚未完全消失，通过增加晶体的提升速度和调整向坩埚的供热量将晶体直径渐渐减小而形成一个尾形锥体，当锥体的尖足够小时，晶体就会与熔体脱离，从而完成晶体的生长过程，得到一根单晶硅棒。[0004]石墨坩埚在单晶拉制期间，埚瓣交接处一直受气流冲刷，且拐角处始终位于热场温度最高处，因此在使用一段时间后埚瓣拐角处容易出现腐蚀变薄等问题。带来的后果，一是可能造成石墨坩埚热传导性能的变化，改变了热场内部的温度分布，干扰了正常晶体生长过程，影响了工艺参数的稳定性；二是可能埚瓣薄弱处无法支撑石英坩埚，确保旋转状态下液面稳定，单晶此状态下无法正常生长，甚至由于坩埚壁腐蚀开裂，造成单晶炉发生漏硅等事故。[0005]在单晶拉制过程中，加热器通过石墨坩埚向熔体传导热量，同时熔体也通过液面和接触面向外实现热辐射，因此石墨坩埚的热传导性能对熔体温度有较大影响；石墨坩埚作为热场部件中直接接触装有多晶硅的石英坩埚，其支撑高温下软化的石英坩埚，保证旋转状态下液面稳定对单晶生长有着重要意义。发明内容[0006]本发明提供一种直拉单晶炉热场用石墨坩埚，用于直拉单晶炉硅单晶生产，以有效的延长坩埚寿命，减少坩埚长时间使用可能带来的风险。[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：[0008]一种直拉单晶炉热场用石墨坩埚，该石墨坩埚由多个埚瓣组装而成，每个埚瓣在其拐角位置内壁设有暗槽，该暗槽内设有拐角块。[0009]优选地，所述埚瓣的数量为2-6个。[0010]优选地，每个埚瓣在其拐角位置的内壁设有1-10个暗槽。3CN109898134A说明书2/2页[0011]优选地，所述石墨坩埚由三个埚瓣拼接而成，每个埚瓣分别在其内壁两侧边沿上设置暗槽，组装后相邻两个埚瓣的暗槽两两拼接成新的暗槽