[發明專利]直拉八英寸硅單晶熱場及八英寸硅單晶的生產工藝方法

無效

• 申請號: 201110346991.5
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN102367588A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 雷世俊;吳雪霆;謝江帆;楊帆;陳軍
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團峨嵋半導體材料有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14;C30B15/20;C30B29/06
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑;吳彥峰

1.一種直拉八英寸硅單晶熱場，包括石墨氈（1）、爐底支撐環（2）、電極護套（3）、下護盤壓片（4）、石墨電極（5）、下保溫筒（6）、堝托（7）、石墨坩堝（8）、加熱器（9）、主保溫筒（10）、上支撐環（11）、上保溫蓋（13）、電極螺栓（15）、石墨中軸（16）、中軸加長軸（17）、上保溫筒（19）、外導流筒（20）、導流筒支撐環（21）、內導流筒（22）和石英坩堝（25），主保溫筒（10）設于加熱器（9）外圍，加熱器（9）設于石墨電極（5）上；加熱器（9）中間設石墨中軸（16），石墨中軸（16）上設中軸加長軸（17），中軸加長軸（17）支撐堝托（7）；其特征在于：還包括護盤壓片（24），所述護盤壓片（24）設于下護盤壓片（4）之上，下護盤壓片（4）和護盤壓片（24）之間填充有石墨氈（1）；主保溫筒（10）的底部與下保溫筒（6）卡接，下保溫筒（6）底部與下護盤壓片（4）卡接，下護盤壓片（4）底部與爐底支撐環（2）卡接；所述外導流筒（20）置于導流筒支撐環（21）上，內導流筒（22）卡在外導流筒（20）上，且內導流筒（22）和外導流筒（20）之間的間隙填充有石墨氈（1）；所述堝托（7）支撐石墨坩堝（8），石英坩堝（25）設于石墨坩堝（8）內，且石英坩堝（25）上沿高出石墨坩堝（8）上沿。

2.根據權利要求1所述的直拉八英寸硅單晶熱場，其特征在于：主保溫筒（10）上部與上支撐環（11）卡接，上支撐環（11）的上部與上保溫筒（13）下部卡接，上保溫筒（13）的上部與導流筒支撐環（21）卡接。

3.根據權利要求2所述的直拉八英寸硅單晶熱場，其特征在于：所述主保溫筒（10）、下保溫筒（6）和上保溫筒（13）外均包覆有石墨氈（1）。

4.根據權利要求3所述的直拉八英寸硅單晶熱場，其特征在于：導流筒支撐環（21）上墊有石墨氈（1），石墨氈（1）上方放上保溫蓋（13）。

5.根據權利要求1或4中任一權利要求所述的直拉八英寸硅單晶熱場，其特征在于：所述爐底支撐環（2）內墊有石墨氈（1）。

6.一種八英寸硅單晶的生產工藝方法，其特征在于：

包括以下生產工藝步驟：

第一步：將單晶爐拆爐、清爐、裝爐、抽空檢漏充氬氣，要求真空度<?25mTorr，真空泄漏率<?50mTorr/hr、通氣壓力0.15～0.3Mpa、氬氣流量40～50slpm、爐壓10～15Torr；

第二步：熔化料：從放上導流筒后的坩堝位置開始熔料，第一次加25?KW功率，以后每15分鐘加15V電壓，直到95KW；?

第三步：待熔硅全部熔化后，開啟晶轉、堝轉，并將晶轉調到10～12?rpm、堝轉調到6～8rpm，調坩堝位置到引晶堝位；待熔硅溫度穩定30～35min后，將籽晶下降至距熔硅液面90～100mm處預熱25～30min，開始緩慢下降籽晶，使籽晶與熔硅接觸進行熔接；

第四步：熔接完成后開始自動生長，引晶長度達到“目標細頸長”時，開始自動放肩；

第五步、放肩速度設定為30～40mm/hr，當肩部放到小于要求直徑5mm時，開始轉肩，轉肩速度為120～180mm/hr，轉肩1/2后跟上堝升，當肩部達到要求直徑時，轉肩完成，進入自動等徑拉制；

第六步：等徑生長時，控制爐室氬氣流量40～50slpm、爐壓10～15Torr、拉速60～40?mm／hr、晶轉10～12?rpm、堝轉6～8rpm，調節堝位保持導流筒下沿與液面之間的距離為20～25mm；

第七步：石英坩堝內余料重量為8㎏時，自動進入收尾狀態，完成收尾、停爐、冷卻。

7.根據權利要求6所述的八英寸硅單晶的生產工藝方法，其特征在于：在第三步中，設置引晶堝位為導流筒下沿距液面30～35mm處。

8.根據權利要求6所述的八英寸硅單晶的生產工藝方法，其特征在于：在第四步中，設置SOP?文件單晶爐引晶參數選項“熱場設定值只減少”為開啟，“頸部直徑設定點”為?4.5～4.8mm，“目標細頸長”為100～150mm，“頸部生長設定點”為100mm/hr。