[實用新型]一種用于單晶爐重摻銻雜質的揮發器裝置

有效

• 申請號: 201320535907.9
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN203474955U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 任丙彥;黃永恩;張學強;范全東
• 申請（專利權）人: 寧晉賽美港龍電子材料有限公司
• 主分類號: C30B15/04
• 分類號: C30B15/04;C30B29/06
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;周曉萍

技術領域

本實用新型涉及一種硅單晶生產所用的裝置，特別是用于單晶爐重摻銻雜質的揮發器裝置，屬于半導體材料技術領域。

背景技術

半導體材料單晶硅的生產是在單晶爐中拉制出來的，目前，通用的生產工序是：清爐-向石英鍋中投料-關閉爐門、升溫熔料-摻入影響產品電性參數的雜質-拉制單晶硅棒-冷卻、開爐、取單晶硅棒。這是一套沿用多年的成熟工藝，常用的摻雜劑包括銻和砷。現有的摻雜銻工藝所采用的重摻銻雜質裝置，包括鐘形的外罩和載料舟，外罩的底端為非平面，外罩的底端部分浸入熔硅中。該裝置由于結構設計的缺陷，在使用時存有以下問題：外罩底部與熔硅液面有較大縫隙，由于銻在低壓高溫下的揮發速度快，與熔硅的反應速度較同系其它雜質快，過快的揮發速率，容易產生摻入效率低的問題，雜質摻入效率往往只有15%~20%，需大劑量摻雜或多次性摻雜，造成了摻雜過程中的雜質消耗大；需多次摻雜影響生產時間長，造成生產成本偏高；汽化熱比較大，從汽化初的劇烈膨脹到汽化完畢體積變化大，極易造成倒吸事故。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種可明顯提高耗材利用率、降低生產成本的用于單晶爐重摻銻雜質的揮發器裝置。

本實用新型所述問題是以下述技術方案實現的：

一種用于單晶爐重摻銻雜質的揮發器裝置，特別之處是，它包括高壓桶和位于高壓桶內的載料舟，所述高壓桶外廓為圓柱形，高壓桶為中空結構，其頂部封閉、底部為通透的環形平面，高壓桶內設有掛臺，所述載料舟懸掛在掛臺處。

上述用于單晶爐重摻銻雜質的揮發器裝置，所述高壓桶的底部設有數個氣體通道。?

上述用于單晶爐重摻銻雜質的揮發器裝置，所述氣體通道沿高壓桶底部均布，氣體通道為4-8個。

上述用于單晶爐重摻銻雜質的揮發器裝置，所述各氣體通道的高度為10-15毫米，氣體通道的寬度為5-10毫米。

上述用于單晶爐重摻銻雜質的揮發器裝置，所述高壓桶頂部設有梯形桶系，桶系的中部設有連接孔，連接孔與鋼絲繩連接。

上述用于單晶爐重摻銻雜質的揮發器裝置，所述掛臺處設有掛槽，所述載料舟上對稱設置舟耳，舟耳與掛槽匹配掛合。

本實用新型針對解決普通重摻銻雜質裝置因結構缺陷導致銻雜質有效利用率低的問題進行了改進，設計了一種可提高銻雜質有效利用率的重摻銻雜質揮發器裝置。所述揮發器裝置包括外部高壓桶和位于高壓桶內的載料舟，高壓桶采用直筒形結構，其底部為環形平面，在高壓筒的下部設有數個氣體通道。本實用新型使用時，高壓筒底部全部浸入熔硅中，氣體通道部分露出熔硅表面，使揮發器裝置內的氣體有溢出口，防止揮發器與熔硅接觸時，因揮發器內銻合金揮發時的氣壓升高造成揮發器抖動過激造成事故，有效解決因氣體空間的劇烈變化而產生的摻雜效率低的問題。采用本實用新型的有益效果是：明顯減少了耗材用量，提高了雜質利用效率。試驗表明，采用該裝置摻入雜質與傳統工藝相比，雜質摻入效率由15%~20%提高至75%~85%。此外，本實用新型還具有結構簡單、操作方便、易于實現等特點。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視圖；

圖3是本實用新型使用狀態示意圖。

圖中各標號清單為：1、鋼絲繩，2、連接孔，3、桶系，4、高壓桶，5、掛臺，5-1、掛槽，6、載料舟，6-1、舟耳，7、銻，8、氣體通道，9、石英鍋。

具體實施方式

參看圖1、圖2，本實用新型包括高壓桶4和位于高壓桶內的載料舟6。高壓桶外廓為圓柱形，高壓桶為中空結構，其頂部封閉、底部為通透的環形平面，高壓桶內設有懸掛載料舟的掛臺5，掛臺上設有掛槽5-1。所述載料舟6的外廓也是圓柱形，載料舟為中空結構，其頂部通透，底部封閉，載料舟內盛裝有待摻雜的銻7，載料舟6上對稱設置舟耳6-1，舟耳與掛槽匹配掛合。

仍參看圖1、圖2，所述高壓桶4的底部設有4-8個氣體通道8，氣體通道沿高壓桶底部均布，各氣體通道的高度為10-15毫米，氣體通道的寬度為5-10毫米。氣體通道的作用是為了使揮發器裝置內的氣體有溢出口，氣體由氣體通道平穩溢出，防止揮發器與熔硅接觸時，因揮發器內銻合金揮發時的氣壓升高造成揮發器裝置抖動過激導致事故，有效解決因氣體空間的劇烈變化而產生的低摻雜效率問題。

仍參看圖1、圖2，在高壓桶4頂部設有梯形桶系3，桶系中部設有連接孔2，連接孔與鋼絲繩1連接，鋼絲繩將所述揮發器裝置懸吊在單晶爐內。

參看圖3，本實用新型使用時，當石英鍋9中的多晶硅料熔完后，將載有雜質銻的揮發器裝置放進單晶爐副室內部，揮發器裝置由單晶爐副室內下降直至與石英鍋9內的熔硅接觸，高壓桶底部浸入熔硅中，氣體通道8在高度方向上浸入熔硅中約二分之一。銻摻雜完畢取出揮發器裝置，即開始拉晶。