一種制備區熔單晶的凸臺線圈的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于區熔硅單晶領域，尤其是涉及一種制備區熔單晶的凸臺線圈。
【背景技術】
[0002]區熔硅單晶在生長過程中的熱場及單晶生長的穩定性非常重要。在單晶制備期過程中易出現多晶硅料邊緣長刺、熔區凝固、熔區出腰帶等情況，都將會中斷單晶的制備過程，降低設備的生產效率。因此，一個穩定均勻的生長熱場對區熔單晶硅制備是十分重要的。熱場的核心部件是加熱線圈，常規斜面線圈在使用大直徑多晶料時易出現熔硅下行不暢，出刺現象，影響成晶率及設備稼動率。
【發明內容】
[0003]本發明旨在設計提供一種熱場均勻、熔硅下行順暢、成晶率高的區熔法制備硅單晶的加熱線圈。
[0004]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種制備區熔單晶的凸臺線圈，包括線圈，所述線圈為中心帶有線圈眼的圓環形結構，上表面設置有一個向所述線圈內部凹陷的環狀臺階，所述臺階上為環形平面，所述平面上設有一同心的環狀凸臺，所述臺階底部一端與所述線圈內圓上邊沿連接成向下傾斜的斜面，所述線圈下表面為向線圈中心上方傾斜的斜面。
[0005]優選地，還包括吹氣氣路，所述吹氣氣路從所述線圈外側水平穿入，經過所述線圈的下半部分，從其傾斜的下表面穿出。
[0006]優選地，所述線圈上開有以所述線圈眼為中心的貫通上下表面的十字切縫，其中一個切縫延伸至所述線圈外，與連接電極的法蘭連接，另外三個切縫位于所述凸臺內。
[0007]優選地，還包括冷卻水管，所述冷卻水管嵌入所述線圈的骨架內。
[0008]優選地，所述冷卻水管在所述線圈內呈環狀分布。
[0009]優選地，所述線圈為單匝平板結構。
[0010]本發明具有的優點和積極效果是:本線圈可以提供一個穩定均勻的生長熱場，使熔硅下行順暢、成晶率和設備稼動率高，避免多晶硅料邊緣長刺、熔區凝固、熔區出腰帶等情況發生。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1是本發明的俯視圖；
[0013]圖2是本發明的截面處。
[0014]圖中:
[0015]1、線圈 2、冷卻水管 3、吹氣氣路4、法蘭
[0016]11、線圈眼12、十字切縫13、凸臺
【具體實施方式】
[0017]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0018]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0019]其次，本發明結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便于說明，表示裝置件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及高度的三維空間尺寸。
[0020]如圖1和圖2所示，本發明包括單匝平板結構的線圈1、冷卻水管2和吹氣氣路3，所述冷卻水管2嵌入所述線圈I的骨架內呈環狀分布，可以提高水冷卻的效果。
[0021]所述線圈I為中心帶有線圈眼11的圓環形結構，上表面設置有一個向線圈I內部凹陷的環狀臺階，所述臺階上為環形平面，且所述臺階上面設有一同心的環狀凸臺13，所述臺階底部一端與所述線圈I內圓上邊沿連接成向下傾斜的斜面，所述線圈I下表面為向線圈中心上方傾斜的斜面。凸臺13使所述用于區熔法制備硅單晶的加熱線圈局部產生的電磁場增強，凸起臺階利用尖角效應，增強線圈的化料能力，避免較大直徑尺寸的多晶硅外沿出現毛刺多晶熔化界面平坦且由外向內傾斜，熔化界面熔硅趨于流向熔區中心，增加了熔硅的流動性。
[0022]所述吹氣氣路3從外側水平穿入，經過所述線圈I的下半部分，從其下表面穿出，是在線圈I內部預留的通摻雜氣的氣路。所述線圈I上開有以所述線圈眼11為中心的貫通上下表面的十字切縫12，沿順時針方向分別為第一切縫、第二切縫、第三切縫和第四切縫，所述第一切縫延伸至所述線圈I外，與連接電極的法蘭4連接，另外三個切縫位于所述凸臺13內。在單晶制備過程中，開啟摻雜氣體，摻雜氣和惰性氣體的混合氣體通過所述線圈I上預留的所述吹氣氣路3進入爐膛，直接作用在熔體區域，對單晶進行摻雜；所述吹氣氣路3保證了進入爐膛的氣體的濃度和壓力，不會對入爐的氣體造成干擾；摻雜氣直接作用在熔體部分，提尚了娃單晶的慘雜效率。
[0023]以上對本發明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發明的實施范圍。凡依本發明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發明的專利涵蓋范圍之內。
【主權項】
1.一種制備區熔單晶的凸臺線圈，其特征在于:包括線圈(1)，所述線圈(I)為中心帶有線圈眼(11)的圓環形結構，上表面設置有一個向所述線圈(I)內部凹陷的環狀臺階，所述臺階上為環形平面，所述平面上設有一同心的環狀凸臺(13)，所述臺階底部一端與所述線圈(I)內圓上邊沿連接成向下傾斜的斜面，所述線圈(I)下表面為向線圈中心上方傾斜的斜面。2.根據權利要求1所述的制備區熔單晶的凸臺線圈，其特征在于:還包括吹氣氣路(3)，所述吹氣氣路(3)從所述線圈(I)外側水平穿入，經過所述線圈(I)的下半部分，從其傾斜的下表面穿出。3.根據權利要求1或2所述的制備區熔單晶的凸臺線圈，其特征在于:所述線圈(I)上開有以所述線圈眼(11)為中心的貫通上下表面的十字切縫(12)，其中一個切縫延伸至所述線圈(I)外，與連接電極的法蘭(4)連接，另外三個切縫位于所述凸臺(13)內。4.根據權利要求1或2所述的制備區熔單晶的凸臺線圈，其特征在于:還包括冷卻水管(2)，所述冷卻水管(2)嵌入所述線圈(I)的骨架內。5.根據權利要求4所述的制備區熔單晶的凸臺線圈，其特征在于:所述冷卻水管(2)在所述線圈(I)內呈環狀分布。6.根據權利要求1或2所述的制備區熔單晶的凸臺線圈，其特征在于:所述線圈(I)為單匝平板結構。
【專利摘要】本發明提供一種制備區熔單晶的凸臺線圈，包括線圈、冷卻水管和吹氣氣路，所述冷卻水管嵌入所述線圈的骨架內，所述線圈為中心帶有線圈眼的圓環形結構，上表面設置有一個向所述線圈內部凹陷的環狀臺階，所述臺階上為平面，且設有一環狀凸臺，所述臺階底部一端與所述線圈內圓上邊沿連接成向下傾斜的斜面，所述線圈下表面為向線圈中心上方傾斜的斜面，所述吹氣氣路從外側水平穿入，經過所述線圈的下半部分，從其下表面穿出。本發明的有益效果是：本線圈可以提供一個穩定均勻的生長熱場，使熔硅下行順暢、成晶率和設備稼動率高，避免多晶硅料邊緣長刺、熔區凝固、熔區出腰帶等情況發生。
【IPC分類】C30B13/20, C30B29/06
【公開號】CN105154967
【申請號】CN201510680068
【發明人】韓暐, 王遵義, 婁中士, 孫昊, 楊旭洲, 涂頌昊, 劉錚, 張雪囡, 王彥君, 由佰玲
【申請人】天津市環歐半導體材料技術有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年10月19日