一种拉晶炉的拉晶机构.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CN107805840A(43)申请公布日2018.03.16(21)申请号201610814793.X(22)申请日2016.09.09(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)发明人张汝京肖德元邓先亮李寅锋温雅楠(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人余明伟(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种拉晶炉的拉晶机构(57)摘要本发明提供一种拉晶炉的拉晶机构，包括：热屏蔽反射器，位于坩埚上方，围绕坩埚形成一个中央开口，使由坩埚内熔体提拉生长的晶锭从所述中央开口穿过；籽晶夹，位于坩埚上方，设有固定结构夹持籽晶；提拉部件，与所述籽晶夹连接，控制所述籽晶夹在由坩埚内熔体提拉生长晶锭的提拉方向上提升或下降；其中，所述籽晶夹具有在垂直所述提拉方向上的横向延伸部分，且所述籽晶夹在垂直于所述提拉方向的平面上的投影覆盖由坩埚内熔体提拉生长的晶锭在所述平面上的投影。本发明的拉晶机构使晶锭顶端的热场更加稳定，明显改善了晶锭前端部分的均匀性和内部缺陷，同时也减少了热量损耗，节约能源，降低了成本。CN107805840ACN107805840A权利要求书1/1页1.一种拉晶炉的拉晶机构，所述拉晶炉包括炉腔和位于炉腔内的坩埚，其特征在于，所述拉晶机构包括：热屏蔽反射器，位于所述坩埚上方，围绕所述坩埚形成一个中央开口，使由所述坩埚内熔体提拉生长的晶锭从所述中央开口穿过；籽晶夹，位于所述坩埚上方，设有固定结构夹持籽晶；提拉部件，与所述籽晶夹连接，控制所述籽晶夹在由所述坩埚内熔体提拉生长晶锭的提拉方向上提升或下降；其中，所述籽晶夹具有在垂直所述提拉方向上的横向延伸部分，且所述籽晶夹在垂直于所述提拉方向的平面上的投影覆盖由所述坩埚内熔体提拉生长的晶锭在所述平面上的投影。2.根据权利要求1所述的拉晶炉的拉晶机构，其特征在于：所述籽晶夹在垂直于所述提拉方向的平面上的投影覆盖所述热屏蔽反射器形成的所述中央开口。3.根据权利要求1所述的拉晶炉的拉晶机构，其特征在于：夹持籽晶的所述固定结构设置在所述籽晶夹的中心。4.根据权利要求3所述的拉晶炉的拉晶机构，其特征在于：所述籽晶夹在垂直于所述提拉方向的平面上的投影为圆形。5.根据权利要求4所述的拉晶炉的拉晶机构，其特征在于：所述圆形的直径大于或等于由所述坩埚内熔体提拉生长的晶锭的直径。6.根据权利要求4所述的拉晶炉的拉晶机构，其特征在于：所述圆形的直径大于或等于所述热屏蔽反射器形成的中央开口的直径。7.根据权利要求1所述的拉晶炉的拉晶机构，其特征在于：所述籽晶夹的材料选自Mo、Ni、W、石墨中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的拉晶炉的拉晶机构，其特征在于：所述炉腔内填充有保护气体。9.根据权利要求8所述的拉晶炉的拉晶机构，其特征在于：所述保护气体为氩气。2CN107805840A说明书1/4页一种拉晶炉的拉晶机构技术领域[0001]本发明涉及晶圆制造技术领域，特别是涉及一种拉晶炉的拉晶机构。背景技术[0002]在晶圆制造工艺中，单晶半导体材料通常用提拉法(Czochralski，CZ)制作，例如提拉生长单晶硅晶锭。提拉法的过程一般是：在坩埚内熔化诸如多晶硅的多晶半导体原料，然后将籽晶降至熔化的多晶半导体原料再缓慢升高从而在籽晶的基础上生长出单晶晶锭。生长晶锭时，通过降低拉速和/或熔体温度形成上部尾锥，从而扩大晶锭直径直至达到目标直径。达到目标直径后，通过控制拉速和熔体温度形成晶锭的圆柱主体。接近生长工艺后期并在坩埚变空之前，缩减晶锭直径形成下部尾锥，下部尾锥离开熔体得到半导体材料的最终晶锭。[0003]拉晶炉通常包括炉腔、位于炉腔内的坩埚、坩埚加热部件、籽晶夹以及提拉机构等，坩埚内承载并熔化多晶半导体原料，籽晶夹固定籽晶，提拉机构控制籽晶夹的升降，从而在籽晶的基础上拉制出单晶晶锭。[0004]在拉晶炉内晶体固化和冷却时周围的温度环境对晶锭的均匀性和内部缺陷有很大影响。为了提高单晶半导体材料的质量，减少内在缺陷，有的拉晶炉内设置了热屏蔽装置，热屏蔽定位在坩埚内熔体表面上方来保存晶锭和熔体材料之间界面处的热量，防止其从熔体表面散失。这些热屏蔽通常包括反射器，反射器在坩埚上方围绕坩埚形成一个中央开口，使由熔体提拉生长的晶锭从中穿过。公开号为CN1272146A的专利文献就公开了一种用于拉晶炉内的热屏蔽，它环绕由单晶炉内装填半导体熔体原料的坩埚生长出来的单晶毛坯。该热屏蔽包括一种反射器，其所具有环绕正在生长毛坯的中央开口的尺寸和形状能减少来自坩埚的传热。[0005]然而，现有的拉晶炉，即便安装