热屏组件及单晶提拉炉热场结构.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CN107779946A(43)申请公布日2018.03.09(21)申请号201610728299.1(22)申请日2016.08.25(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)发明人邓先亮赵向阳陈强(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.C30B15/14(2006.01)C30B15/10(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称热屏组件及单晶提拉炉热场结构(57)摘要本发明提供一种热屏组件及单晶提拉炉热场结构，所述热屏组件包括热屏及位于所述热屏外围的排气管。本发明的热屏组件通过在热屏的外围设置一组排气管，将所述热屏组件用于单晶提拉炉热场结构时，所述排气管可以作为新增的氩气出口，可以改变氩气在热场结构内流动的路径，使得氩气在热场结构内不易形成涡旋。同时可以将从熔体中挥发的SiO及时排出，减少氩气流中的SiO进入熔体及与坩埚下方的高温石墨元件反应，从而延长各石墨组件的使用寿命，降低晶体中的氧含量和碳含量，并降低长晶结束后清炉的难度；同时，所述热屏组件还可以通过改变排气管中的流速，调节热屏附近的温度梯度。CN107779946ACN107779946A权利要求书1/1页1.一种热屏组件，适用于单晶提拉炉热场结构，其特征在于，所述热屏组件包括热屏及位于所述热屏外围的排气管。2.根据权利要求1所述的热屏组件，其特征在于：所述排气管包括第一段及第二段；所述排气管第一段紧贴所述热屏背面并延伸至所述热屏底部附近；所述排气管第二段平行设置，所述排气管第二段的一端与所述排气管第一段内部相连通，另一端延伸至所述单晶提拉炉热场结构的外部。3.根据权利要求1所述的热屏组件，其特征在于：所述排气管的第一段底部呈喇叭口状。4.根据权利要求1所述的热屏组件，其特征在于：所述排气管为钼管。5.根据权利要求1所述的热屏组件，其特征在于：所述热屏径向截面的形状及所述排气管径向截面的形状均为圆环形。6.根据权利要求1所述的热屏组件，其特征在于：所述热屏组件还包括挡板，所述挡板固定于所述热屏底部，且自所述热屏底部向所述热屏的外侧延伸至所述排气管的下方。7.根据权利要求6所述的热屏组件，其特征在于：所述排气管的第一端在所述挡板上的投影位于所述挡板的表面内，且所述排气管的第一端与所述挡板的上表面相隔一定的间距。8.根据权利要求6所述的热屏组件，其特征在于：所述挡板为钼挡板。9.根据权利要求6所述的热屏组件，其特征在于：所述挡板径向截面的形状为圆环形。10.一种单晶硅提拉炉热场结构，其特征在于，所述单晶硅提拉炉热场结构包括：炉体；坩埚，位于所述炉体内；如权利要求1至9中任一项所述的热屏组件，位于所述炉体内，且位于所述坩埚上方；所述排气管的第二段延伸至所述炉体的外部。11.根据权利要求10所述的单晶硅提拉炉热场结构，其特征在于：所述单晶硅提拉炉热场结构还包括：加热器，位于所述炉体内，且位于所述坩埚外围；石墨结构，位于所述炉体内，且位于所述加热器及所述热屏组件外围；保温层，位于所述炉体内，且位于所述石墨结构的外围；石墨端盖，位于所述炉体内，且位于所述石墨结构及所述保温层的顶部；所述排气管的第二端自所述石墨端盖的上表面延伸至所述炉体的外部。2CN107779946A说明书1/5页热屏组件及单晶提拉炉热场结构技术领域[0001]本发明属半导体设备技术领域，特别是涉及一种热屏组件及单晶提拉炉热场结构。背景技术[0002]在直拉法制备硅单晶过程中，石英坩埚长时间处于高温环境下发生溶解，产生的氧会在长晶过程中通过熔体对流传输进入晶体中并与晶体中其他缺陷发生反应，严重影响硅片的质量以及后续制备半导体器件的性能。[0003]而石英坩埚溶解进入硅熔体的氧中有超过99％会以SiO的形式从熔体自由表面挥发，所以在硅单晶生长过程中会往炉内通入氩气带走炉体气氛中的SiO，避免氧重新溶入硅熔体中。但到了长晶后期，石英坩埚内熔体量较少，氩气在其中会形成涡旋，导致SiO无法迅速排出，使得硅晶体尾部中氧浓度升高。[0004]目前直拉法制备单晶硅的热场结构如图1所示，由图1可知，所述热场结构在坩埚11中将熔体12直拉形成晶体13，所述坩埚11的上方设有热屏10；图1中的箭头表示所述热场结构内氩气流动路径。在单晶生长后期，由于所述坩埚11内的所述熔体12减少，气相所占体积增大，当氩气流扫过所述熔体12表面后，会在所述坩埚11内的所述熔体12上方形成涡旋，如图2所示，即图2中表示氩气流动路径的箭头呈涡旋状。使得从所述熔体12中挥发的SiO不能及时带走，使