坩埚组件、硅晶体制备装置和硅晶体的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115074828A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202210777149.5(22)申请日2022.06.30(71)申请人徐州鑫晶半导体科技有限公司地址221004江苏省徐州市经济技术开发区鑫芯路1号(72)发明人佘辉(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201专利代理师李雪静(51)Int.Cl.C30B27/02(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图4页(54)发明名称坩埚组件、硅晶体制备装置和硅晶体的制备方法(57)摘要本发明公开了一种坩埚组件、硅晶体制备装置和硅晶体的制备方法，坩埚组件包括：坩埚本体和聚泡模块。坩埚本体具有加料区和长晶区，加料区与长晶区连通，且加料区环绕长晶区延伸为环形；聚泡模块设于加料区内，聚泡模块包括多个聚泡单元，聚泡单元用于汇聚加料区内的硅熔体中的气泡。根据本发明实施例的坩埚组件，在加料区连续加入硅料，并对加入的硅料进行高温加热使其熔化为硅熔体，在聚泡模块的作用下该硅熔体流经聚泡单元，该聚泡单元可将硅熔体中残留的小气泡汇聚为大气泡，在浮力作用下逸出硅熔体表面，并消散到外部环境中。这样，该聚泡模块能够阻止硅熔体内的气泡进入长晶区，减少因气泡引起的晶体缺陷，提高硅晶体的品质。CN115074828ACN115074828A权利要求书1/1页1.一种坩埚组件，用于制备硅晶体，其特征在于，坩埚本体，所述坩埚本体具有加料区和长晶区，所述加料区与所述长晶区连通，且所述加料区环绕所述长晶区延伸为环形；聚泡模块，所述聚泡模块设于所述加料区内，所述聚泡模块包括多个聚泡单元，所述聚泡单元用于汇聚所述加料区内的硅熔体中的气泡。2.根据权利要求1所述的坩埚组件，其特征在于，所述聚泡单元为石英件，所述石英件的纯度大于等于99.99％。3.根据权利要求2所述的坩埚组件，其特征在于，所述聚泡单元为石英块和/或石英柱。4.根据权利要求1所述的坩埚组件，其特征在于，多个所述聚泡单元随机堆放于所述加料区内，和/或，多个所述聚泡单元按预定方式排布于所述加料区内。5.根据权利要求1所述的坩埚组件，其特征在于，所述聚泡模块通过加热软化后熔结于所述加料区的内壁上。6.根据权利要求1‑5中任一项所述的坩埚组件，其特征在于，所述聚泡模块在所述加料区内的高度大于所述坩埚本体内预设的硅熔体高度。7.根据权利要求1‑5中任一项所述的坩埚组件，其特征在于，所述坩埚本体内还具有过渡区，所述过渡区环绕在所述长晶区延伸为环形且位于所述加料区的径向内侧，所述过渡区连通在所述加料区和所述长晶区之间，所述聚泡模块还设于所述过渡区内用于汇聚所述过渡区内硅熔体中的气泡。8.根据权利要求7所述的坩埚组件，其特征在于，所述坩埚本体包括：锅底和内环部、中环部和坩埚壁，所述内环部、所述中环部和所述坩埚壁均为竖向延伸的环形筒状且沿径向由内而外依次套设，所述内环部、所述中环部和所述坩埚壁均与所述锅底相连，其中，所述内环部上形成有沿径向贯穿所述内环部的第一通孔，所述中环部上形成有沿径向贯穿所述中环部的第二通孔。9.一种硅晶体制备装置，其特征在于，包括：炉体和根据权利要求1‑8中任一项所述坩埚组件，所述坩埚组件设于所述炉体内。10.一种硅晶体的制备方法，所述制备方法应用于根据权利要求9所述的硅晶体制备装置，所述制备方法包括：S1，向所述长晶区内加入预定总量的硅料；S2，加热所述坩埚组件，使所述硅料熔化为硅熔体，且所述聚泡模块软化并熔结于所述坩埚本体的内壁；S3，在所述长晶区提拉生长硅晶体，同时以预定速度持续向所述加料区内加入硅料，以使所述长晶区内硅熔体的高度稳定在预设高度。2CN115074828A说明书1/8页坩埚组件、硅晶体制备装置和硅晶体的制备方法技术领域[0001]本发明涉及长晶工艺技术领域，尤其是涉及一种坩埚组件、硅晶体制备装置和硅晶体的制备方法。背景技术[0002]连续加料长晶(CCZ)是在氩气流低压气氛中进行。加入的硅料表面和裂缝中会附着一定量的氩气，附着的氩气会在熔体中形成微小气泡，绝大部分气泡会从熔体中里逸出，但仍然有一小部分会停留在熔体内会随之流动。如果滞留时间足够长，有些有可能会达到长晶区，进入长晶区气泡会在固液界面处随硅原子一起进入晶体中，形成气孔缺陷，影响晶体品质。[0003]CCZ长晶技术所采用的双层或多层石英坩埚，其表面由内至外依次由透明层、气泡层组成。在长晶过程中，硅熔体会与石英表面缓慢反应，腐蚀石英坩埚，使得外表面的气泡层中气泡会释放到硅熔体，且气泡可在较短的时间进入长晶区，形成缺陷以致严重影响晶体品质。[0004]为了提高晶体的品质，迫切需要解决熔体中的气泡问题。发明内容[0005]本发明旨