專利名稱：單晶爐用伸展式熱屏蔽器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體屬于單晶爐用伸展式熱屏蔽器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，硅材料在半導(dǎo)體領(lǐng)域和太陽能領(lǐng)域仍然占據(jù)著主要地位。隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，集成電路和太陽能電池生產(chǎn)工藝都對硅材料提出了新的要求，大直徑、高質(zhì)量硅單晶的生長技術(shù)成為當(dāng)前半導(dǎo)體材料領(lǐng)域和太陽能領(lǐng)域的研發(fā)熱點。近年來，硅材料加工技術(shù)取得了許多重要進(jìn)展。硅晶體生長方面最重要的進(jìn)展之一是12英寸硅單晶生長技術(shù)已經(jīng)成熟。世界主要硅單晶生產(chǎn)商，包括信越，SUMCO, MEMC, 瓦克等均采用適合于12英寸硅單晶生長的單晶爐，大都采用磁場直拉法，每爐裝料量達(dá)300-350公斤，主要應(yīng)用28或32英寸坩堝和熱場進(jìn)行硅單晶生產(chǎn)。目前國內(nèi)外前沿技術(shù)包括1)熱場設(shè)計技術(shù)，即利用計算機(jī)模擬技術(shù)，模擬晶體生長時熱場的溫度及其梯度的分布情況，達(dá)到晶體質(zhì)量的改善；
2)熱屏技術(shù)，即利用熱屏減少熱輻射和熱量損失，減少熱對流，加快蒸發(fā)氣體的揮發(fā)，加快晶體的冷卻；3)雙加熱器技術(shù)，即利用上，下兩加熱器，保證固液界面有合適的溫度梯度；4)磁場技術(shù)，即應(yīng)用磁場控制熔體的對流，抑制熔體表面溫度的起伏和降低硅單晶體內(nèi)間隙氧的濃度；5)籽晶技術(shù)，由于大直徑硅單晶的重量愈來愈重，開發(fā)出二次抓肩技術(shù)，無縮頸籽晶技術(shù)等。此外，也開發(fā)出直拉單晶的再裝料和連續(xù)加料技術(shù)。硅晶體生長方面另一重要進(jìn)展是有效控制了晶體中原生顆粒(COP)缺陷的形成。COP缺陷的尺寸在100納米左右，在8英寸硅片中早已存在，但隨著線寬變小到100納米以下時，這個問題變得更加突出。由于COP缺陷會引起柵極氧化物完整性的退化和隔離的失效，MEMC公司首先開發(fā)了這種技術(shù)，之后其他主要硅片制造廠商也開發(fā)出類似技術(shù)。這些技術(shù)根據(jù)最佳拉晶速率和固-液交界面處的最佳溫度，在晶錠的整個長度和直徑上抑制兩類高度有害缺陷的形成。用這些技術(shù)拉制的硅單晶制備的硅拋光片可完全滿足器件的要求，因而大大提高了器件的成品率，降低了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種單晶爐用伸展式熱屏蔽器，在一定程度上增加了熔硅的縱向溫度梯度，同時采用延伸熱屏后，可以調(diào)節(jié)氬(氮)氣流對固-液界面的吹拂高度，增強(qiáng)了氬(氮)氣流攜帶結(jié)晶潛熱的作用因此有利于單晶生長，并可以提高結(jié)晶速率，進(jìn)而提高拉晶速率。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
單晶爐用伸展式熱屏蔽器，包括有圍繞于硅單晶棒外熱屏，熱屏的上端連接有熱屏上蓋，熱屏上蓋的下方設(shè)有上保溫筒，所述熱屏是由熱屏外殼、熱屏內(nèi)殼及中間的熱屏保溫層組成，熱屏呈圓臺狀，且具有中央通道，熱屏與熱屏上蓋之間的夾角為40-50°，中央通道的縱剖面為梯形，熱屏外側(cè)滑動配合有延伸熱屏，延伸熱屏外側(cè)連接有推動氣缸，推動氣缸的缸體固定于熱屏上蓋上。所述的上保溫筒內(nèi)壁上固定設(shè)有螺母，螺母內(nèi)螺合有螺桿，螺桿的上端頂托于熱屏上蓋下端，螺桿的下端固定安裝有手柄。所述的熱屏與熱屏上蓋之間的夾角為45°。本發(fā)明的溫場是指熱系統(tǒng)中的溫度分布，對晶體的生長極其重要。溫場分為靜態(tài)溫場和動態(tài)溫場。不進(jìn)行晶體生長時的溫場稱為靜態(tài)溫場，決定于加熱器和保溫系統(tǒng)的形狀和尺寸。進(jìn)行晶體生長時的溫場稱之為動態(tài)溫場。結(jié)晶過程中有結(jié)晶潛熱釋放，拉速越快，結(jié)晶速率越高，釋放的潛熱越多。晶體直徑、長度和坩堝位置的變化以及熔體的流動對溫場均產(chǎn)生較大的影響。由于這方面的因素改變了靜態(tài)溫場，因此要經(jīng)過拉晶工藝的動態(tài)跟隨試驗對靜態(tài)溫場加以修正，才能使得動態(tài)溫場滿足晶體生長的要求。在熔體中，縱向溫度梯度適當(dāng)?shù)卦龃?，有利于結(jié)晶潛熱散發(fā)中的熱傳導(dǎo)進(jìn)行，有利于結(jié)晶過程的順利進(jìn)行。本發(fā)明在一定程度上增加了熔硅的縱向溫度梯度，同時采用延伸熱屏后，可以調(diào) 節(jié)氬(氮)氣流對固-液界面的吹拂高度，增強(qiáng)了氬(氮)氣流攜帶結(jié)晶潛熱的作用因此有利于單晶生長，并可以提聞結(jié)晶速率，進(jìn)而提聞拉晶速率。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的熱屏結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參見附圖，單晶爐用熱屏蔽器，包括有圍繞于硅單晶棒I外熱屏2，熱屏2的上端連接有熱屏上蓋3，熱屏上蓋3的下方設(shè)有上保溫筒4，熱屏2是由熱屏外殼5、熱屏內(nèi)殼6及中間的熱屏保溫層7組成，熱屏2呈圓臺狀，且具有中央通道8，中央通道8的縱剖面為梯形，熱屏2外側(cè)滑動配合有延伸熱屏11，延伸熱屏11外側(cè)連接有推動氣缸12，推動氣缸12的缸體固定于熱屏上蓋3上，上保溫筒4內(nèi)壁上固定設(shè)有螺母9，螺母9內(nèi)螺合有螺桿10，螺桿10的上端頂托于熱屏上蓋3下端，螺桿10的下端固定安裝有手柄13，熱屏2與熱屏上蓋3之間的夾角為45°。
權(quán)利要求
1.單晶爐用伸展式熱屏蔽器，其特征在于包括有圍繞于硅單晶棒外熱屏，熱屏的上端連接有熱屏上蓋，熱屏上蓋的下方設(shè)有上保溫筒，所述熱屏是由熱屏外殼、熱屏內(nèi)殼及中間的熱屏保溫層組成，熱屏呈圓臺狀，且具有中央通道，熱屏與熱屏上蓋之間的夾角為40-50°，中央通道的縱剖面為梯形，熱屏外側(cè)滑動配合有延伸熱屏，延伸熱屏外側(cè)連接有推動氣缸，推動氣缸的缸體固定于熱屏上蓋上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單晶爐用伸展式熱屏蔽器，其特征在于所述的上保溫筒內(nèi)壁上固定設(shè)有螺母，螺母內(nèi)螺合有螺桿，螺桿的上端頂托于熱屏上蓋下端，螺桿的下端固定安裝有手柄。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單晶爐用伸展式熱屏蔽器，其特征在于所述的熱屏與熱屏上蓋之間的夾角為45°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單晶爐用伸展式熱屏蔽器，包括有圍繞于硅單晶棒外熱屏，熱屏的上端連接有熱屏上蓋，熱屏上蓋的下方設(shè)有上保溫筒，所述熱屏是由熱屏外殼、熱屏內(nèi)殼及中間的熱屏保溫層組成，熱屏呈圓臺狀，且具有中央通道，熱屏與熱屏上蓋之間的夾角為40-50°，中央通道的縱剖面為梯形，熱屏外側(cè)滑動配合有延伸熱屏，延伸熱屏外側(cè)連接有推動氣缸，推動氣缸的缸體固定于熱屏上蓋上。在一定程度上增加了熔硅的縱向溫度梯度，同時采用延伸熱屏后，可以調(diào)節(jié)氬(氮)氣流對固-液界面的吹拂高度，增強(qiáng)了氬(氮)氣流攜帶結(jié)晶潛熱的作用因此有利于單晶生長，并可以提高結(jié)晶速率，進(jìn)而提高拉晶速率。
文檔編號C30B29/06GK102758258SQ201210205680
公開日2012年10月31日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者林游輝 申請人:合肥景坤新能源有限公司