用高频波进行硅单晶生长过程控制的硅单晶炉.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CN108330531A(43)申请公布日2018.07.27(21)申请号201810243378.2(22)申请日2018.03.23(71)申请人廊坊赫尔劳斯太阳能光伏有限公司地址065000河北省廊坊市大厂潮白河工业区二路与福喜二路交叉口(72)发明人黄永恩贾建亮(74)专利代理机构北京天奇智新知识产权代理有限公司11340代理人陆军(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)C30B29/06(2006.01)C30B30/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称用高频波进行硅单晶生长过程控制的硅单晶炉(57)摘要本公开涉及一种用高频波进行硅单晶生长过程控制的，其特征在于包括炉体、以及坩埚，其中，所述坩埚位于炉体内，用于容纳原料，其中，所述炉体的侧壁和/或底部布置有馈波孔，用于与外部微波加热组件对接，以对坩埚内的原料进行加热，所述坩埚由石英钳锅、以及套在所述石英钳锅外的石墨钳锅组成，所述石墨坩埚的底部连接有坩埚轴，所述坩埚轴从所述炉体的底部贯穿，用于在单晶硅生长过程中上下移动和转动所述坩埚。本公开使用微波提供热能，充分利用波能的频率和波长特性，既能达到直接高效加热硅料又能绕开介质的吸能浪费，根据多晶料的特性做到高效、快速熔融，在单晶生长期间提供足够大的温场梯度，以获得最大生长速度，提高生产效率。CN108330531ACN108330531A权利要求书1/1页1.一种用高频波进行硅单晶生长过程控制的硅单晶炉，其特征在于包括炉体(1)、以及坩埚(2、3)，其中，所述坩埚(2、3)位于炉体(1)内，用于容纳原料，其中，所述炉体(1)的侧壁和/或底部布置有馈波孔(7、9)，用于与外部微波加热组件对接，以对坩埚(2、3)内的原料进行加热。2.根据权利要求1所述的硅单晶炉，其特征在于，所述坩埚(2、3)由石英钳锅(3)、以及套在所述石英钳锅(3)外的石墨钳锅(2)组成，所述石墨坩埚(2)的底部连接有坩埚轴(10)，所述坩埚轴(10)从所述炉体(1)的底部贯穿，用于在单晶硅生长过程中上下移动和转动所述坩埚(2、3)。3.根据权利要求2所述的硅单晶炉，其特征在于，所述炉体(1)内壁还设有由阻波材料制成的保温层(4)，用于维持炉内温度。4.根据权利要求1所述的硅单晶炉，其特征在于，所述坩埚(2、3)上方还设有导流筒5。5.根据权利要求1所述的硅单晶炉，其特征在于，在所述炉体(1)的侧壁等高等间距布置有多个馈波孔(7)，并且/或者，在所述炉体(1)的底部以圆周排列形式布置有多个馈波孔(9)。6.根据权利要求3所述的硅单晶炉，其特征在于，在所述炉体(1)的侧壁等高等间距布置有多个馈波孔(7)，并且，所述馈波孔(7)贯穿所述所保温层(4)，其中，所述馈波孔(7)的大小与所述坩埚(2、3)的有效受波面积匹配。7.根据权利要求1所述的硅单晶炉，其特征在于，在所述炉体(1)的炉壁外表面设有透波密封块(8)，用于盖住所述馈波孔(7、9)，密封所述炉体(1)而又不影响透波。8.根据权利要求5或7所述的硅单晶炉，其特征在于，所述馈波孔(7)内侧的上下端设有阻波罩(6)，用于微波的放射角度。9.根据权利要求2所述的硅单晶炉，其特征在于，所述石墨坩埚(2)的外壁具有用于使微波通过的通孔。10.根据权利要求1所述的硅单晶炉，其特征在于，所述炉体(1)经由所述馈波孔(7、9)连接到外部微波加热组件，其中，所述外部微波加热组件包括波导管、磁控管、控制部件，其中，所述波导管与所述侧馈波孔(7、9)对接，所述波导管用于将从磁控管产生的微波传输至所述馈波孔(7、9)，所述控制部件用于对磁控管进行振荡控制。2CN108330531A说明书1/4页用高频波进行硅单晶生长过程控制的硅单晶炉技术领域[0001]本发明属于半导体、集成电路、太阳能产品生产领域，具体涉及直拉硅单晶棒的生产，尤其涉及用高频波进行硅单晶生长过程控制的硅单晶炉。背景技术[0002]单晶硅作为一种半导体材料，一般用于制造集成电路和其他电子元件，目前单晶硅的生长技术有两种：区熔法和CZ(直拉)法，其中直拉法是目前普遍采用的方法。[0003]在直拉法制造单晶硅时，要将多晶料置于石英坩埚中，经过高温加热使其熔化，然后籽晶由顶部降下至熔化的多晶硅中，通过控制液面的温度，使熔化的多晶硅在籽晶周围重新结晶，生成排列整齐的单晶硅棒。[0004]对于已知的基于直拉法的单晶硅的制造方法，全球的太阳能级及半导体和集成电路级硅单晶棒的生产过程均是采用直流电阻加热方式将多晶硅料熔化，而后掺入适量所需杂质，然后在保温材料的作用下，有直流电阻通高强度电流形成发热体，为晶棒的生长过程提供足够的热量以弥补环境温度降低所