[發明專利]單晶硅制造裝置爐室結構

無效

• 申請號: 201110430405.5
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN103173849A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 袁文寶
• 申請（專利權）人: 卉欣光電科技（江蘇）有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B15/10;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種單晶硅制造裝置爐室結構，具體地講，本發明涉及一種采用直拉法制造單晶硅裝置的爐室結構。

背景技術

在采用直拉法制造單晶硅的單晶硅制造裝置中，爐室結構對單晶硅的生長起著至關重要的作用。現有單晶硅裝置的爐室結構包括副室外殼、主室外殼、石英坩堝、石墨坩堝、石墨加熱器、石墨隔套，石英坩堝置于石墨坩堝內，石墨加熱器設置在石墨坩堝的周圍；石墨隔套套裝在主室外殼內壁，將石墨加熱器包圍在其內側空間。單晶硅裝置爐室結構在使用時，從石英坩堝內的熔硅中拉出柱狀單晶硅。單晶硅在現有單晶硅裝置爐室結構中生長時，高溫石英坩堝與石墨加熱器反應，生成SiO和CO，其中CO氣體不易揮發，大多進入硅熔體與熔硅反應，產生單質碳和SiO，而SiO大部分從熔體表面揮發，碳則留在熔硅中，最終進入單晶硅。現有單晶硅裝置爐室結構中，在副室外殼側壁上設有氬氣進口，在主室外殼下部設有氬氣出口，這種結構使得從熔體表面揮發的大部分SiO氣體不能有效地被氬氣帶出爐室，而是流經大部分的高溫石墨元件，因而產生較多的CO氣體，這樣就使得直拉的單晶硅受到較高的碳污染。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出一種能將從石英坩堝內熔體表面揮發的大部分SiO氣體有效地被氬氣帶出爐室，有效減少CO氣體的生成，從而顯著降低生長的單晶硅碳污染程度的單晶硅制造裝置爐室結構。

本發明通過下述技術方案實現技術目標。

單晶硅制造裝置爐室結構，它包括副室外殼、主室外殼、石英坩堝、石墨坩堝、石墨加熱器、石墨隔套；所述石英坩堝置于石墨坩堝內，石墨加熱器設置在石墨坩堝的周圍；從石英坩堝內的熔硅中拉出柱狀單晶硅；所述石墨隔套套裝在主室外殼內壁，將石墨加熱器包圍在其內側空間；在副室外殼側壁上設有氬氣進口，在主室外殼下部設有氬氣出口；其改進之處在于：在所述石墨坩堝、石墨加熱器、石墨隔套上鍍上一層SiC；所述石墨隔套由石墨絕緣材料制成，為上端帶外翻法蘭邊的套狀構件，其與主室外殼內壁、底壁形成夾腔；在石墨隔套的法蘭邊上設有與夾腔相通的孔，形成軸向氣流通道，在石墨隔套的側壁上設有與夾腔相通的孔，形成徑向氣流通道；所述氬氣出口與夾腔相通。

本發明的一種更進一步的技術方案是：所述氬氣出口設在主室外殼的底壁上。

本發明的另一種更進一步的技術方案是：所述氬氣出口設在主室外殼的側壁上。

本發明與現有技術相比，具有以下積極效果：

1、?????????在石墨坩堝、石墨加熱器、石墨隔套上鍍上一層SiC，可減少CO氣體生成，進而減少單晶硅中的碳含量。

2、?????????設有通過石墨隔套與主室外殼內壁之間夾腔的軸向氣流通道，使得從石英坩堝內熔體表面揮發的大部分SiO氣體有效地被氬氣從軸向氣流通道帶出爐室，這部分SiO氣體不會接觸高溫石墨元件，因此產生CO氣體就顯著減少，也就顯著降低了生長的單晶硅碳污染程度。

附圖說明

圖1為現有單晶硅制造裝置爐室結構的結構示意圖。

圖2為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

????下面根據附圖并結合實施例對本發明作進一步說明。

如圖1所示為現有單晶硅制造裝置爐室結構，它包括副室外殼1、主室外殼2、石英坩堝5、石墨坩堝7、石墨加熱器6、石墨隔套8，石英坩堝5置于石墨坩堝7內，石墨加熱器6設置在石墨坩堝7的周圍；從石英坩堝5內的熔硅4中拉出柱狀單晶硅3；在副室外殼1側壁上設有氬氣進口1.1，在主室外殼2下部設有氬氣出口2.1；所述石墨隔套8套裝在主室外殼2內壁，將石墨加熱器6包圍在其內側空間。這種結構使得單晶硅在單晶硅制造裝置爐室結構中生長時，從石英坩堝5內熔體表面揮發的大部分SiO氣體不能有效地被氬氣帶出爐室，而是流經大部分的高溫石墨元件，因而產生較多的CO氣體，這樣就使得生長的單晶硅受到較高的碳污染。

如圖2所示為本發明的單晶硅制造裝置爐室結構，它是在上述結構基礎上進行了如下改進：在石墨坩堝7、石墨加熱器6、石墨隔套8上利用CVD的方法鍍上一層SiC；石墨隔套8由石墨絕緣材料制成，為上端帶外翻法蘭邊的套狀構件，其與主室外殼2內壁、底壁形成夾腔8.2；在石墨隔套8的法蘭邊上設有與夾腔8.2相通的孔8.1，形成軸向氣流通道，在石墨隔套8的側壁上設有與夾腔8.2相通的孔8.3，形成徑向氣流通道；所述氬氣出口2.1與夾腔8.2相通，本實施例中，氬氣出口2.1設在主室外殼2的側壁上。這種結構使得單晶硅3在本發明中生長時，從石英坩堝5內熔體4表面揮發的大部分SiO氣體有效地被氬氣從軸向氣流通道帶出爐室，這部分SiO氣體不會接觸高溫石墨元件，因此產生CO氣體就顯著減少，也就顯著減少了單晶硅碳污染；即使有少部分SiO氣體流經高溫石墨元件，由于石墨元件上都鍍有一層SiC，可減少CO氣體生成，也減少了單晶硅3中的碳含量，因此，本發明顯著降低了單晶硅碳污染程度。