單晶爐熱場的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種單晶爐熱場。
【背景技術】
[0002]隨著半導體市場競爭的日趨激烈，降低能耗、節省成本、提升良率成為技術發展的核心。節能降耗已成為國家近幾年的規劃目標。目前單晶硅生產過程中的主要用電負載為單晶爐。單晶爐的耗電量占總用電量的45%，耗電量大是單晶生長的一個大問題，如何能在確保單晶產量的前提下，達到節能降耗的目標是一個急需解決的問題。另外，使用現有的單晶爐熱場，拉制的晶棒鐵含量較高，晶棒每立方厘米鐵離子平均含量達到2.83E+11 ;邊緣部分鐵離子含量達到2.89E+12。鐵離子含量過高，導致晶棒質量下降，無法滿足后續生產要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種可拉制鐵含量低的晶棒的單晶爐熱場。
[0004]為實現以上目的，本發明通過以下技術方案實現:
[0005]單晶爐熱場，包括支撐筒，所述支撐筒內設置有加熱器、電極及坩堝，所述加熱器圍繞坩堝設置，所述電極與所述加熱器電連接；其特征在于，所述支撐筒包括外筒和內筒，所述外筒與內筒之間具有間隙，所述外筒與內筒之間的間隙內設置有保溫襯筒，所述保溫襯筒圍繞所述加熱器及坩堝設置。
[0006]優選地是，還包括導流筒；所述內筒下端與所述外筒內壁連接，所述導流筒支撐在所述內筒上端；所述支撐筒內設置有蓋板，所述蓋板設置在所述導流筒上方；所述蓋板可活動地設置在支撐筒內。
[0007]優選地是，所述內筒包括豎直延伸的內筒壁和支撐筒中心軸線方向延伸的支撐板；所述導流筒上端邊緣支撐在所述支撐板上，所述導流筒下端位于所述坩堝上端以下。
[0008]優選地是，所述外筒內壁設置有碳纖維托盤，所述內筒下端及所述保溫襯筒下端均支撐在所述碳纖維托盤上。
[0009]優選地是，所述碳纖維托盤下方設置有保溫罩，所述保溫罩圍繞所述電極設置；所述碳纖維托盤支撐在所述保溫罩上端。
[0010]優選地是，所述導流筒包括相互連接的內導流筒和外導流筒；內導流筒設置在外導流筒內，內導流筒與外導流筒之間具有間隙，所述間隙內設置有保溫材料。
[0011]本發明中的單晶爐熱場，既降低了能耗，又降低了晶棒中的鐵含量。能耗降低45%，僅為原來的55%。晶棒每立方厘米鐵離子平均含量達到3.02E+10 ;邊緣部分鐵離子含量達到1.22E+11，均比使用現有單晶爐熱場拉制的晶棒少一個數量級。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明中的單晶爐熱場軸向剖視圖。
[0013]圖2為本發明熱場與現有熱場能耗對比圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明進行詳細的描述:
[0015]如圖1所示，單晶爐熱場，包括支撐筒10，支撐筒10包括外筒11和內筒12。外筒11與內筒12之間具有間隙。內筒12包括豎直延伸的內筒壁121和支撐板122。支撐板122自內筒壁121向支撐筒中心軸線X方向延伸，其延伸的長度可依據實際需要確定。外筒11與內筒12之間的間隙內設置有保溫襯筒13。支撐筒內設置有導流筒20。導流筒20包括相互連接的內導流筒21和外導流筒22。內導流筒21設置在外導流筒22內。內導流筒21與外導流筒22之間具有間隙，間隙內設置有保溫材料23。導流筒20上端支撐在支撐板122上。支撐筒內設置有蓋板14。蓋板14設置在導流筒20上方。蓋板14可活動地設置，一般通過導流筒20向坩堝30內加料，并在加料完成后將導流筒20完全覆蓋。另外，蓋板14還可以設置通孔，穿過通孔將硅材料通過導流筒20加入至坩堝30內，并使拉制的晶棒穿過通孔，以便生產。
[0016]外筒11內壁設置有碳纖維托盤15。內筒12下端及保溫襯筒13下端均支撐在碳纖維托盤15上。外筒11內壁還設置有保溫罩16。碳纖維托盤15支撐在保溫罩16上端。
[0017]支撐筒10內設置有電極17和加熱器18。電極17與加熱器18電連接，并設置在加熱器18下方。保溫罩16圍繞電極17設置。內筒圍繞加熱器18設置。坩堝30設置在加熱器18內，S卩加熱器18圍繞坩堝30設置。導流筒20上端支撐在支撐板122上，下端201位于坩堝30上端以下。
[0018]使用以上結構制造18寸單晶爐熱場，生產9根晶棒的能耗數據與使用現有熱場生產的能耗數據對比圖如圖2所示。根據實驗，使用本發明中的單晶爐熱場，平均等徑功率小于45KW，可降低能耗45%以上。拉制的晶棒每立方厘米鐵離子平均含量達到3.02E+10 ;邊緣部分鐵離子含量達到1.22E+11，均比使用現有單晶爐熱場拉制的晶棒少一個數量級。
[0019]本發明中的實施例僅用于對本發明進行說明，并不構成對權利要求范圍的限制，本領域內技術人員可以想到的其他實質上等同的替代，均在本發明保護范圍內。
【主權項】
1.單晶爐熱場，包括支撐筒，所述支撐筒內設置有加熱器、電極及坩堝，所述加熱器圍繞坩堝設置，所述電極與所述加熱器電連接；其特征在于，所述支撐筒包括外筒和內筒，所述外筒與內筒之間具有間隙，所述外筒與內筒之間的間隙內設置有保溫襯筒，所述保溫襯筒圍繞所述加熱器及坩堝設置。
2.根據權利要求1所述的單晶爐熱場，其特征在于，還包括導流筒；所述內筒下端與所述外筒內壁連接，所述導流筒支撐在所述內筒上端；所述支撐筒內設置有蓋板，所述蓋板設置在所述導流筒上方；所述蓋板可活動地設置在支撐筒內。
3.根據權利要求2所述的單晶爐熱場，其特征在于，所述內筒包括豎直延伸的內筒壁和支撐筒中心軸線方向延伸的支撐板；所述導流筒上端邊緣支撐在所述支撐板上，所述導流筒下端位于所述坩堝上端以下。
4.根據權利要求1所述的單晶爐熱場，其特征在于，所述外筒內壁設置有碳纖維托盤，所述內筒下端及所述保溫襯筒下端均支撐在所述碳纖維托盤上。
5.根據權利要求4所述的單晶爐熱場，其特征在于，所述碳纖維托盤下方設置有保溫罩，所述保溫罩圍繞所述電極設置；所述碳纖維托盤支撐在所述保溫罩上端。
6.根據權利要求1所述的單晶爐熱場，其特征在于，所述導流筒包括相互連接的內導流筒和外導流筒；內導流筒設置在外導流筒內，內導流筒與外導流筒之間具有間隙，所述間隙內設置有保溫材料。
【專利摘要】本發明公開了一種單晶爐熱場，包括支撐筒，所述支撐筒內設置有加熱器、電極及坩堝，所述加熱器圍繞坩堝設置，所述電極與所述加熱器電連接；其特征在于，所述支撐筒包括外筒和內筒，所述外筒與內筒之間具有間隙，所述外筒與內筒之間的間隙內設置有保溫襯筒，所述保溫襯筒圍繞所述加熱器及坩堝設置。本發明中的單晶爐熱場，既降低了能耗，又降低了晶棒中的鐵含量。能耗降低45%，僅為原來的55%。晶棒每立方厘米鐵離子平均含量達到3.02E+10；邊緣部分鐵離子含量達到1.22E+11，均比使用現有單晶爐熱場拉制的晶棒少一個數量級。
【IPC分類】C30B15-14, C30B29-06, C30B15-00
【公開號】CN104746133
【申請號】CN201310753701
【發明人】韓建超, 沈楊宇, 劉蘇生, 陳建綱, 徐新華
【申請人】上海合晶硅材料有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月31日