[實用新型]一種十二段加熱區水平單晶爐加熱體

有效

• 申請號: 200820078527.6
• 申請日: 2008-01-14
• 公開（公告）號: CN201172700Y
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 于洪國;趙靜敏;鄭安生;武壯文;王繼榮;李愛兵;張海濤;袁澤海
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院;國瑞電子材料有限責任公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱琨

技術領域

本實用新型屬于單晶爐加熱體領域，特別涉及一種十二段加熱區水平單晶爐加熱體。

背景技術

水平單晶以其位錯密度低且均勻，雜質分布均勻而著稱，在光電(低阻)器件襯底材料領域占有非常重要的地位，又用于LED器件襯底多以摻硅為主，水平法中單晶是在硅氣氛中生長的，生長舟為石英舟，生長管為石英管，生長過程中不引入其它雜質，有利于提高LED器件的發光效率和發光強度。

水平法生長單晶的單晶爐一般采用三溫區，每一溫區由多段加熱區構成，其中加熱區的段數對單晶爐的熱場有很大的影響，加熱區的段數搭配不當，就會造成單晶爐熱場的不合理，從而使晶體受到很大的熱應力，導致位錯產生和急劇的增殖，甚至造成單晶生長失敗，尤其隨著單晶直徑尺寸的增大，這種影響更加明顯。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有技術中生長水平單晶的不足，特別提供了一種十二段加熱區水平單晶爐加熱體。

本實用新型的技術方案如下：

十二段加熱區水平單晶爐加熱體由十二段加熱區構成，每一個加熱區中安裝一對鉑或鉑銠熱電偶，該熱電偶通過補償導線與外部控溫設備相連接。

所述的十二段加熱區中I-VI區為高溫區，用于將多晶固體熔化為液體，進行熔接籽晶，溫度從I區～VI區逐漸增加，控制在1190～1240℃。I區具有“封口”作用，保持爐口的溫度，避免外部對單晶爐內熱場的沖擊，II、III、IV區主要控制晶體的結晶長度，以達到控制雜質在單晶錠條中分布均勻。在實際生產過程中可以根據所生長單晶長度的不同，可以適當改變它們的長度。V、VI區的作用是控制熔體的溫度，通過調節V、VI區的溫度，能夠影響晶體生長界面處的熱場分布，優化熱場

VII區為界面區，用于控制生長界面的形狀和位置，使生長界面趨于平坦，生長界面的位置始終處于溫度梯度合適區，可以減少位錯的增生和增殖，溫度逐漸降低，控制在1225～1240℃；

VIII區～XII區為中溫區，用于對晶體進行退火處理，均勻位錯，消除應力，并通過對溫度的調節來控制石英舟對晶體的硅污染，溫度從VIII區～XII區逐漸降低，控制在1180～1125℃。其中VIII區還有參與優化界面區溫度梯度的作用，通過對IX-XI區溫度的調節可以在單晶退火過程中消除熱應力，XII區也具有“封口”的作用，保持單晶爐的熱場不受沖擊

本實用新型的有益效果：本發明具有外延性，能適當的增加各段加熱區的長度，可以適應單晶大型化的要求，提高生產率；適用面廣，通過對各溫區的調節，可以形成不同的熱場，能適應不同雜質、不同摻雜濃度、不同直徑的單晶的生長；單晶爐熱場優化，有利于提高單晶的質量。

附圖說明

圖1為加熱體的橫向區剖面圖

圖2為十二段加熱區水平單晶爐加熱體示意圖

圖3為十二個溫區溫度曲線圖

其中1為爐膛，2為加熱部分，3為鉑/鉑銠熱電偶，4為補償導線，5為溫控設備，6為爐殼，7為熱點偶孔，8為加熱區

具體實施例

下面通過具體實施例與附圖，對本實用新型作進一步說明

圖1所示的是某一加熱區的橫向剖面圖，其中還包括熱電偶的連接。1為爐膛，2為加熱部分，3為鉑/鉑銠熱電偶，熱電偶從加熱區側面的中心插入爐膛中，插入深度可以根據實際情況自行調節。熱電偶通過4補償導線與外部控溫設備5相連。每一個加熱區都安裝一個鉑/鉑銠熱電偶，且回路封閉，可以實現對各段加熱區的溫度調控，溫度控制精度可達0.1℃。