專利名稱：：提拉單晶硅的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及提拉單晶硅的裝置，具體涉及硅單晶提拉裝置中所用保溫筒和/或坩堝的改進(jìn)。提拉硅單晶的常規(guī)裝置具有的結(jié)構(gòu)是基于所謂的引上法(Czochralski法)，其中，在存在環(huán)境氣體情況下從坩堝內(nèi)硅熔體提拉硅單晶，單晶制備裝置業(yè)已公知，例如JP-B-57-15079所公開(kāi)的。在該裝置中，如圖1所示，旋轉(zhuǎn)軸2從爐室1底部插入其中，坩堝4安放在旋轉(zhuǎn)軸2端面上配置的坩堝托3上，而加熱元件5和保溫筒6圍繞坩堝4排布以便在坩堝4內(nèi)產(chǎn)生硅熔體7。另一方面，在爐室1上方配備旋轉(zhuǎn)軸9，以便使該旋轉(zhuǎn)軸9在爐室1內(nèi)以向上和向下方向滑動(dòng)。硅的籽晶8綁系在旋轉(zhuǎn)軸9的自由端，并在軸的旋轉(zhuǎn)期間通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸9的向上滑動(dòng)從接觸坩堝4內(nèi)熔體7的狀態(tài)向上移動(dòng)，以便以同籽晶8是整體式一致的狀態(tài)在籽晶8的底面提供硅單晶10。單晶生長(zhǎng)中，要求從爐室內(nèi)部消除不必要的反應(yīng)產(chǎn)物氣體，防止該氣體與單晶10和熔體7的液體表面起反應(yīng)。因此，諸如氬氣等的惰性氣體可用作環(huán)境氣體從惰性氣體源(未畫出)通過(guò)管道系統(tǒng)12、13和14送到爐室1的上方，之后與反應(yīng)產(chǎn)物氣體15一起從爐室1底部通過(guò)管道16排放到爐室之外。此外，要將隔熱材料(未畫出)配置在保溫筒6和爐室1之間。在這種類型的硅單晶提拉裝置中，要求保溫筒、坩堝等具有優(yōu)異的耐熱性，并且?guī)缀醪慌c各種金屬反應(yīng)，所以，它們由碳質(zhì)材料制造，諸如石墨或碳碳鍵纖維復(fù)合材料(下文筒單記作C/C復(fù)合材料)。特別是直接接觸硅熔體的坩堝要由石英制造，以便防止諸如金屬等的雜質(zhì)包雜進(jìn)入硅熔體，同時(shí)，因?yàn)檑釄逡訜岬?400℃以上來(lái)生成硅熔體，坩堝的其余部分作為坩堝保護(hù)部件可由具有優(yōu)異耐熱性的石墨或C/C復(fù)合材料來(lái)制造，以便防止石英坩堝部件的軟化變形。在常規(guī)裝置中，利用加熱元件在坩堝中加熱和熔化硅材料生成硅熔體，構(gòu)成石英坩堝部件的SiO2和熔化在坩堝內(nèi)的Si被氣化并散布在裝置中。還有，保溫筒和坩堝，特別是其上部裸露在生成硅熔體所需的1400℃以上的高溫，并從石英坩堝和硅熔體中產(chǎn)生SiO氣體，所以這些上部區(qū)域的溫度比其他其余區(qū)域的溫度變得更高。這樣，應(yīng)當(dāng)想到在保溫筒和坩堝上部，由于在這些區(qū)域存在的碳和從石英坩堝部件和硅熔體中散布的SiO氣體，將會(huì)造成下面的化學(xué)反應(yīng)由于這種化學(xué)反應(yīng)的原因，構(gòu)成保溫筒和坩堝保護(hù)部件的碳質(zhì)材料會(huì)在上部區(qū)域的表面變成碳化硅。所得碳化硅在性質(zhì)上不同于碳質(zhì)材料，則當(dāng)作業(yè)停止后裝置冷卻時(shí)，存在的碳化硅會(huì)使保溫筒或者坩堝保護(hù)部件的開(kāi)裂，降低使用壽命。如果這些部件產(chǎn)生開(kāi)裂，碳化硅和碳質(zhì)材料的碎片會(huì)從這些部件剝離而沾污裝置內(nèi)部。這些碎片還會(huì)在提拉更高純度的所得硅單晶中造成晶體缺陷，所以，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制碳化硅的形成。另外，當(dāng)散布在裝置中的Si蒸汽接觸相對(duì)低溫度的保溫筒下部區(qū)域時(shí)，它被冷卻并以小液滴形式液化粘附(沉積)在下部區(qū)域的表面，滲入保溫筒和坩堝托之間的間隔。結(jié)果，液化的Si在保溫筒和坩堝托之間起粘結(jié)劑的作用，因此不可能更換保溫筒了。本發(fā)明的目的是提供一種提拉硅單晶裝置，其具有長(zhǎng)使用壽命的保溫筒和坩堝，并且不形成由于碳質(zhì)材料和SiO氣體之間反應(yīng)的碳化硅以及Si蒸汽的沉積。本發(fā)明人為了克服常規(guī)技術(shù)的上述問(wèn)題，同時(shí)利用保溫筒和/或坩堝所用碳質(zhì)材料的優(yōu)點(diǎn)而進(jìn)行了各種研究，發(fā)現(xiàn)通過(guò)在碳質(zhì)材料上吸附和吸收Si蒸汽得到了良好結(jié)果，并因之完成了本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明，提供一種提拉硅單晶的裝置，包括裝置主體，配置其中并且包括石英坩堝和坩堝保護(hù)部件的坩堝，圍繞坩堝外部配置的加熱元件，在加熱元件之外配置的保溫筒，在保溫筒和裝置主體之間配置的隔熱材料，其特征在于在碳質(zhì)材料制造的保溫筒和/或坩堝保護(hù)部件的至少內(nèi)側(cè)上部區(qū)域覆蓋熱分解碳膜。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，碳質(zhì)材料是石墨基體，它在室溫-1000℃范圍的平均熱漲系數(shù)為3.5-6.0×10-6/℃，且具有不低于10000埃的平均孔徑，以滲汞方法測(cè)量孔徑范圍在75-75000埃之內(nèi)。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，碳質(zhì)材料是碳碳鍵纖維復(fù)合材料(C/C復(fù)合材料)在本發(fā)明其他優(yōu)選實(shí)施方案中，熱分解碳膜在保溫筒和/或坩堝保護(hù)部件的全部?jī)?nèi)側(cè)區(qū)域和外部上部區(qū)域擴(kuò)展，且厚度為10-100微米。本發(fā)明將參照附圖來(lái)說(shuō)明，其中圖1是常規(guī)提拉硅單晶裝置的剖視簡(jiǎn)圖；圖2是本發(fā)明提拉硅單晶裝置優(yōu)選實(shí)施方案的剖視簡(jiǎn)圖；圖3是部分放大剖視簡(jiǎn)圖，說(shuō)明圖2裝置第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中用熱分解碳膜覆蓋的保溫筒、加熱元件和坩堝的配置；圖4是部分放大剖視簡(jiǎn)圖，說(shuō)明圖2裝置第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中用熱分解碳膜覆蓋的保溫筒、加熱元件和坩堝的配置；圖5是部分放大剖視簡(jiǎn)圖，說(shuō)明圖2裝置第三個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中用熱分解碳膜覆蓋的保溫筒、加熱元件和坩堝的配置；圖6是部分放大剖視簡(jiǎn)圖，說(shuō)明圖2裝置中包括石英坩堝部件和用熱分解碳膜覆蓋的坩堝保護(hù)部件的坩堝。如圖2所示，本發(fā)明提拉硅單晶裝置20包括裝置主體22，坩堝24包括石英坩堝部件25和坩堝保護(hù)部件26，加熱元件28，保溫筒30，和隔熱材料32。坩堝24被旋轉(zhuǎn)軸36頂端固定的坩堝托34可旋轉(zhuǎn)地支承，其內(nèi)含有硅材料的熔體38。如上所述，坩堝24具有雙重結(jié)構(gòu)，包括直接接觸硅熔體38的石英坩堝部件25和保護(hù)石英坩堝部件的坩堝保護(hù)部件26，并且坩堝保護(hù)部件由具有優(yōu)異耐熱性的碳質(zhì)材料制造。加熱元件28，一般使用所謂的圓筒碳加熱器等。加熱元件28支承在位于導(dǎo)電柱42上端面之上的端板44上，導(dǎo)電柱42連接安放在裝置主體22底部的電極40，電能從外接電源(未畫出)通過(guò)這些元件40、42、44輸送到加熱元件28。石英坩堝部件24內(nèi)盛有的硅材料由加熱元件28加熱到1400℃以上形成硅熔體38，綁系在旋轉(zhuǎn)軸48自由端面的硅籽晶46向下通過(guò)配置在裝置主體22上部的惰性氣體的入口部件50期間，接觸硅熔體38的上表面，其后在旋轉(zhuǎn)軸36和48以相反方向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)逐漸向上提拉旋轉(zhuǎn)軸48，以便在籽晶46的自由端面上形成硅單晶52。在這種情況下，盡管硅熔體38的液面伴隨硅單晶52的生長(zhǎng)而逐漸降低，坩堝24內(nèi)硅熔體38應(yīng)當(dāng)利用加熱元件28加熱坩堝至足夠高的溫度來(lái)保持熔化狀態(tài)。另外，惰性氣體經(jīng)過(guò)氣體流量調(diào)節(jié)元件54從入口部件50進(jìn)入裝置主體22內(nèi)側(cè)，然后從裝置主體22底部形成的出口56排放。為了在加熱元件28上端和保溫筒30之間形成惰性氣體的通道，如圖2所示，在上環(huán)58和下環(huán)60之間配置保溫筒30和隔熱材料32，同時(shí)，下環(huán)60支承在支承元件62上。特別是從下環(huán)60的位置朝向裝置主體22底部在其內(nèi)的范圍區(qū)域也是暴露在要求保持硅熔體38于熔化狀態(tài)的較高溫度區(qū)域，所以，另一些隔熱材料64、66也配備在這個(gè)區(qū)域。還有，在裝置主體22底部安放的隔熱材料66上配備底接收元件68。本發(fā)明保溫筒30的第一實(shí)施方案包括石墨基體72和在石墨基體72的至少其內(nèi)側(cè)面向加熱元件28的上部區(qū)域所形成的熱分解碳膜74，如圖3所示。石墨基體72和熱分解碳膜74以下面所述實(shí)施例來(lái)制備。特別是石墨基體72在室溫到1000℃溫度范圍內(nèi)的平均熱漲系數(shù)為3.5-6.0×10-6/℃，且具有不低于10000埃的平均孔徑，以滲汞方法測(cè)量孔徑范圍在75-75000埃之內(nèi)。本發(fā)明保溫筒30的第二實(shí)施方案中，熱分解碳膜74在如同第一實(shí)施方案保溫筒的整個(gè)內(nèi)側(cè)區(qū)域和外部上部區(qū)域擴(kuò)展，如圖4所示。在這種情況下，石墨基體72未用熱分解碳膜覆蓋的面積是石墨基體整個(gè)表面面積的大約20％。另外，石墨基體裸露的面積優(yōu)選在石墨基體整個(gè)表面面積的5-95％范圍內(nèi)。如果裸露的面積超過(guò)95％，熱分解碳膜防止Si蒸汽和碳質(zhì)材料之間的進(jìn)行反應(yīng)的作用就不能充分展開(kāi)，而如果低于5％時(shí)，包雜在碳質(zhì)材料中的氣體就不能充分地在給定時(shí)間內(nèi)從中排放，因之由于殘留氣體在加熱期間的膨脹而造成熱分解碳膜自碳質(zhì)材料剝離。本發(fā)明保溫筒的第三個(gè)實(shí)施方案包括碳碳纖維復(fù)合材料(C/C復(fù)合材料)76和在C/C復(fù)合材料的至少其內(nèi)側(cè)面向加熱元件28的上部區(qū)域所形成的熱分解碳膜74，如圖5所示。C/C復(fù)合材料76是輕質(zhì)、高強(qiáng)度和優(yōu)異耐熱沖擊的材料。C/C復(fù)合材料76通過(guò)將碳纖維以單軸方向或多軸方向進(jìn)行定向形成圓筒體，用樹脂浸漬然后碳化來(lái)制備的。浸漬的樹脂可使用酚醛樹脂，呋喃樹脂和焦油瀝青等等。同時(shí)，C/C復(fù)合材料的特性可用增加浸漬作業(yè)的次數(shù)來(lái)改良。如果必要，可類似上述第二實(shí)施方案在C/C復(fù)合材料76的整個(gè)內(nèi)側(cè)區(qū)域和外部上部區(qū)域擴(kuò)展熱分解碳膜74。本發(fā)明中，組成坩堝24的坩堝保護(hù)部件26由石墨基體或C/C復(fù)合材料制造，其內(nèi)側(cè)的至少上部區(qū)域用熱分解碳膜74覆蓋。如圖6所示，坩堝保護(hù)部件26由C/C復(fù)合材料制造且其內(nèi)側(cè)的全部區(qū)域和外部上部區(qū)域用熱分解碳膜74覆蓋，這是特別有益的。在后者的情況下，坩堝保護(hù)部件26的內(nèi)表面是光滑的，可防止石英坩堝部件25的外表面與坩堝保護(hù)部件26內(nèi)表面的熔合，從而使這兩個(gè)部件很容易分開(kāi)。在任何情況下，通過(guò)化學(xué)氣相沉積方法(CVD)形成厚度為10-100微米的熱分解碳膜，其氣體滲透率是10-10-10-12cm2/sec。亦即這種碳膜同石墨材料相比有相當(dāng)大的不滲透性和致密性。當(dāng)厚度低于10微米時(shí)，薄膜在相當(dāng)短的時(shí)間里被腐蝕，而厚度超過(guò)100微米時(shí)，薄膜趨于從碳質(zhì)材料上剝離(或者造成層間剝離)。在本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)的單晶提拉裝置中，坩堝24總是由加熱元件28加熱，在硅單晶52生長(zhǎng)期間保持硅熔體38存在，與此同時(shí)位于加熱元件28附近的保溫筒30被加熱到更高的溫度。加熱期間，構(gòu)成坩堝24的石英坩堝部件25產(chǎn)生SiO氣體，并且盛在坩堝24內(nèi)的硅熔體38自身產(chǎn)生Si蒸汽，它們與通過(guò)入口50的惰性氣體一起圍繞坩堝24和保溫筒30的上部區(qū)域散播，如圖2-6中箭頭所示。根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成保溫筒30的石墨基體72或C/C復(fù)合材料76的內(nèi)側(cè)至少上部區(qū)域被熱分解致密碳膜74覆蓋，如圖3和5所示，或者構(gòu)成保溫筒30的石墨基體72和構(gòu)成坩堝24的坩堝保護(hù)部件26的全部?jī)?nèi)側(cè)區(qū)域和外部上部區(qū)域被熱分解致密碳膜74覆蓋，如圖4和6所示，這樣，熱分解碳膜74防止了散播的SiO氣體和Si蒸汽同碳質(zhì)基體(72、76、26)接觸，因而它們不與碳質(zhì)基體中的碳反應(yīng)。特別是加熱到造成SiO氣體和碳質(zhì)基體內(nèi)的碳之間反應(yīng)的溫度的保溫筒和/或坩堝的內(nèi)側(cè)至少上部區(qū)域被熱分解碳膜覆蓋，使得保溫筒和/或坩堝上不會(huì)由于SiO氣體同碳質(zhì)基體內(nèi)的碳反應(yīng)而形成碳化硅。另一方面，Si蒸汽幾乎不沉積在保溫筒30和坩堝24的內(nèi)側(cè)上部區(qū)域，因?yàn)檫@些區(qū)域維持在足夠高的溫度。結(jié)果，Si蒸汽流向未被熱分解碳膜覆蓋的碳質(zhì)材料裸露區(qū)域并被吸附在碳質(zhì)材料的孔隙內(nèi)。因此，Si蒸汽永遠(yuǎn)不會(huì)以液滴形式沉積在保溫筒30和坩堝保護(hù)部件26的表面，所以，既不會(huì)造成構(gòu)成保溫筒30和坩堝保護(hù)部件26的碳質(zhì)材料開(kāi)裂，也不會(huì)在碳質(zhì)材料和其坩堝托之間造成Si液滴的粘附。構(gòu)成保溫筒或坩堝保護(hù)部件碳質(zhì)材料的內(nèi)側(cè)至少上部區(qū)域被熱分解碳膜覆蓋的理由是因?yàn)榭梢苑乐刮挥谠搩?nèi)側(cè)上部區(qū)域的碳質(zhì)材料和SiO氣體或Si蒸汽之間的反應(yīng)而形成的碳化硅，這是因?yàn)樯鲜鰞?nèi)側(cè)上部區(qū)域首先和直接接觸SiO氣體或Si蒸汽。另外，在構(gòu)成本發(fā)明硅單晶提拉裝置的部件中，如果這種部件會(huì)造成諸如形成碳化硅等等的上述問(wèn)題，直接裸露在SiO氣體或Si蒸汽的部件也可以用熱分解碳膜覆蓋。下面的實(shí)施例僅供說(shuō)明本發(fā)明，絕非限制本發(fā)明范圍。實(shí)施例1將70重量份具有20微米平均粒度的粉化聚集焦炭和30重量份作為粘合劑的煤焦油瀝青加熱下進(jìn)行捏合，之后使捏合的物質(zhì)粉化成30-200微米，由此制備碳質(zhì)材料。通過(guò)橡膠壓制方法使上述碳質(zhì)材料成形為所要求的的形狀，并使成形體煅燒和石墨化來(lái)制備石墨材料。所得石墨基體的平均孔徑以滲汞法測(cè)量是12000埃，其熱漲系數(shù)的縱橫比為1.05，平均熱漲系數(shù)為4.8×10-6/℃。之后將石墨材料的成形體加工成內(nèi)徑630mm，外徑650mm和高度700mm的石墨圓筒基體。石墨圓筒基體置于CVD爐中并加熱到1400℃，同時(shí)將甲烷氣體和作為載氣的氫氣一起送入爐內(nèi)，從而在石墨圓筒基體的整個(gè)表面上形成厚度50微米的熱分解碳膜。此后，用砂紙去除熱分解碳膜，僅在圖3所示的區(qū)域保留碳膜，從而得到包括石墨圓筒基體72和熱分解碳膜74的保溫筒30，如圖3所示。然而，也可通過(guò)屏蔽材料來(lái)形成熱分解碳膜74，以防止熱分解碳膜在無(wú)需形成碳膜的石墨圓筒基體的區(qū)域內(nèi)形成，在形成碳膜之后從基體上將其去除。實(shí)施例2將70重量份具有20微米平均粒度的粉化聚集焦炭和30重量份作為粘合劑的煤焦油瀝青加熱下進(jìn)行捏合，之后使捏合的物質(zhì)粉化成300-500微米，由此制備碳質(zhì)材料。通過(guò)實(shí)施例1的同樣方式用上述碳質(zhì)材料制備石墨材料。所得石墨基體的平均孔徑以滲汞法測(cè)量是20000埃，其熱漲系數(shù)的縱橫比為1.25，平均熱漲系數(shù)為4.1×10-6/℃。由此得到的石墨材料按實(shí)施例1同樣方式加工成指定形狀，然后按實(shí)施例1同樣方式形成熱分解碳膜，得到圖3所示保溫筒30。實(shí)施例3使用實(shí)施例1的同樣石墨材料重復(fù)實(shí)施例1的同樣工序步驟，得到圖4所示保溫筒30。實(shí)施例4使用實(shí)施例2的同樣石墨材料重復(fù)實(shí)施例1的同樣工序步驟，得到圖4所示保溫筒30。實(shí)施例5將碳纖維條帶圍繞直徑大約645mm的圓筒纏繞幾層形成碳纖維圓筒，該圓筒用酚醛樹脂浸漬并在樹脂固化后于惰性氣體環(huán)境下石墨化。重復(fù)這種樹脂浸漬和石墨化幾次得到外徑650mm、厚度5mm和高度700mm的C/C復(fù)合材料圓筒。采用該C/C復(fù)合材料圓筒重復(fù)實(shí)施例1同樣工序步驟制備圖5所示保溫筒30。實(shí)施例6使用酚醛樹脂浸漬碳纖維無(wú)紡布，固化，900℃煅燒，然后重復(fù)兩次這種工序步驟來(lái)制備如同實(shí)施例5的C/C復(fù)合材料圓筒。使用這種C/C復(fù)合材料圓筒重復(fù)實(shí)施例1同樣工序步驟制備圖5所示保溫筒30。對(duì)比實(shí)施例1將實(shí)施例1的同樣石墨材料加工成石墨保溫筒，但不形成熱分解碳膜。對(duì)比實(shí)施例2將70重量份具有20微米平均粒度的粉化聚集焦炭和30重量份作為粘合劑的煤焦油瀝青加熱下進(jìn)行捏合，之后使捏合的物質(zhì)粉化成30-150微米，由此制備碳質(zhì)材料。通過(guò)橡膠壓制方法使上述碳質(zhì)材料成形為所要求的的形狀，并使成形體煅燒和石墨化來(lái)制備石墨材料。所得石墨基體的平均孔徑以滲汞法測(cè)量是9000埃，其熱漲系數(shù)縱橫比為1.10，平均熱漲系數(shù)為4.5×10-6/℃。以實(shí)施例1同樣方式將所得石墨材料加工成指定形狀，之后以實(shí)施例1同樣方式在其上形成熱分解碳膜，得到圖3所示保溫筒30。對(duì)比實(shí)施例3將70重量份具有20微米平均粒度的粉化聚集焦炭和30重量份作為粘合劑的煤焦油瀝青加熱下進(jìn)行捏合，之后使捏合的物質(zhì)粉化成100-300微米，由此制備碳質(zhì)材料。通過(guò)橡膠壓制方法使上述碳質(zhì)材料成形為所要求的的形狀，并使成形體煅燒和石墨化來(lái)制備石墨材料。所得石墨基體的平均孔徑以滲汞法測(cè)量是超過(guò)75000埃，其熱漲系數(shù)為縱橫比為1.15，平均熱漲系數(shù)為3.5×10-6/℃。以實(shí)施例1同樣方式將所得石墨材料加工成指定形狀，之后以實(shí)施例1同樣方式在其上形成熱分解碳膜，得到圖3所示保溫筒30。對(duì)比實(shí)施例4使用對(duì)比實(shí)施例2的同樣石墨材料重復(fù)實(shí)施例1的同樣工序步驟，得到圖4所示保溫筒30。對(duì)比實(shí)施例5使用對(duì)比實(shí)施例3的同樣石墨材料重復(fù)實(shí)施例1的同樣工序步驟，得到圖4所示保溫筒30。對(duì)比實(shí)施例6將對(duì)比實(shí)施例5的同樣C/C復(fù)合材料加工成保溫石墨圓筒，但不形成熱分解碳膜。對(duì)比實(shí)施例7將對(duì)比實(shí)施例6的同樣C/C復(fù)合材料加工成保溫石墨圓筒，但不形成熱分解碳膜。將上述實(shí)施例1-6和對(duì)比實(shí)施例1-7的每個(gè)保溫筒在圖2所示硅單晶提拉裝置中使用，進(jìn)行使用壽命試驗(yàn)得到的結(jié)果列于表1。實(shí)施例7將碳纖維條帶圍繞相應(yīng)于石英坩堝部件形狀的模具纏繞幾層并用酚醛樹脂浸漬，固化后于惰性氣體環(huán)境下石墨化。重復(fù)這種樹脂浸漬和石墨化幾次得到碗形C/C復(fù)合材料，機(jī)械加工成400mm的直徑。采用該碗形C/C復(fù)合材料重復(fù)實(shí)施例1同樣工序步驟制備圖6所示配備熱分解碳膜74的坩堝保護(hù)部件26。實(shí)施例8將碳纖維無(wú)紡布用酚醛樹脂浸漬、固化、900℃煅燒，并重復(fù)這種工序步驟兩次，制備實(shí)施例7同樣碗形C/C復(fù)合材料。采用該碗形C/C復(fù)合材料重復(fù)實(shí)施例1同樣工序步驟制備圖6所示配備熱分解碳膜74的坩堝保護(hù)部件26。對(duì)比實(shí)施例8將實(shí)施例7的同樣碗形C/C復(fù)合材料加工成坩堝保護(hù)部件，但不形成熱分解碳膜。對(duì)比實(shí)施例9將實(shí)施例8的同樣碗形C/C復(fù)合材料加工成坩堝保護(hù)部件，但不形成熱分解碳膜。將上述實(shí)施例7-8和對(duì)比實(shí)施例8-9的每個(gè)保溫筒在圖2所示硅單晶提拉裝置中使用，進(jìn)行使用壽命試驗(yàn)得到的結(jié)果列于表2。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由諸如石墨基體和/或C/C復(fù)合材料制造保溫筒和/或坩堝保護(hù)部件，并在其內(nèi)側(cè)至少上部區(qū)域用熱分解碳膜覆蓋，這樣，不僅防止由于碳質(zhì)材料和SiO氣體之間反應(yīng)形成的碳化硅，而且也防止Si蒸汽沉積在碳質(zhì)材料上，因此改良了保溫筒和/或坩堝保護(hù)部件的使用壽命，延長(zhǎng)了硅單晶提拉裝置的使用壽命。表1表2</tables>權(quán)利要求1.一種提拉硅單晶裝置，包括裝置主體，配置其中且包括石英坩堝部件和坩堝保護(hù)部件的坩堝，環(huán)繞坩堝外部配置的加熱元件，在加熱元件外部配置的保溫筒，和在保溫筒和裝置主體之間配置的隔熱材料，其特征在于由碳質(zhì)材料制造的保溫筒和/或坩堝保護(hù)部件內(nèi)側(cè)至少上部區(qū)域用熱分解碳膜覆蓋。2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中碳質(zhì)材料是石墨基體，其室溫-1000℃范圍內(nèi)平均熱漲系數(shù)為3.5-6.0×10-6/℃，且具有不低于10000埃的平均孔徑，以滲汞方法測(cè)量孔徑范圍在75-75000埃之內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中碳質(zhì)材料是碳碳鍵纖維復(fù)合材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中熱分解碳膜在保溫筒和/或坩堝保護(hù)部件的全部?jī)?nèi)側(cè)區(qū)域和外部上部區(qū)域以10-100微米厚度擴(kuò)展。全文摘要一種提拉硅單晶裝置,包括裝置主體,其中配置坩堝且坩堝包括石英坩堝部件和坩堝保護(hù)部件,環(huán)繞坩堝外部配置加熱元件,在加熱元件外部配置保溫筒,和在保溫筒和裝置主體之間配置隔熱材料,其中由碳質(zhì)材料制造的保溫筒和/或坩堝保護(hù)部件內(nèi)側(cè)至少上部區(qū)域用熱分解碳膜覆蓋。文檔編號(hào)C30B29/06GK1173556SQ9711352公開(kāi)日1998年2月18日申請(qǐng)日期1997年5月31日優(yōu)先權(quán)日1996年5月31日發(fā)明者加藤浩二,佐藤正行,高木俊申請(qǐng)人:伊比登株式會(huì)社