[實用新型]直拉法生產單晶硅用添加摻雜劑的裝置

有效

• 申請號: 201420257510.2
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN204022992U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 栗寧
• 申請（專利權）人: 銀川隆基硅材料有限公司
• 主分類號: C30B15/04
• 分類號: C30B15/04;C30B29/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本實用新型屬于直拉法生產單晶硅設備技術領域，具體涉及一種直拉法生產單晶硅用添加摻雜劑的裝置。

背景技術

直拉法生產硅單晶工藝中，拉制一定型號和一定電阻率的單晶，選擇適當的摻雜劑是很重要的。五族元素常用作硅單晶的N型摻雜劑主要有磷、砷、銻。三族元素常用作硅單晶的P型摻雜劑主要有硼、鋁、鎵。拉制硅單晶的電阻率范圍不同，摻雜劑的形態也不一樣，拉制電阻率低的硅單晶(10^-2～10^-3歐姆·厘米)，一般摻三族或五族純元素；拉制電阻率較高硅單晶(1～10²歐姆·厘米)，采用母合金作摻雜劑。所謂“母合金”，就是雜質單質元素與硅的合金。常用的母合金有硅磷母合金和硅硼母合金。雜質濃度一般大于1017個原子/厘米³(電阻率為10²～10^-3歐姆·厘米)。采用母合金作為摻雜劑是為了“稀釋雜質”，使摻雜量更容易控制，更準確。當拉制摻雜劑采用不易揮發的母合金硼、磷的單晶硅時，先將摻雜劑預先放入石英坩堝；當拉制摻雜劑采用易揮發的純元素銻、磷、砷的單晶硅時，不能將摻雜劑預先放入石英坩堝，必須放在摻雜勺內，拉晶過程將摻雜勺移到坩堝中心，將摻雜劑倒入坩堝，才能保證摻雜準確。此兩種方法，如果不確定原料電阻，須在摻雜劑放入后，再拉一段小頭，復測電阻是否符合要求，如不符合要求再使用摻雜勺或放一段肩，進行補摻雜，其中使用摻雜勺的方式易造成硅液飛濺，給操作帶來不便，且設備昂貴；而放一段肩的方式耗工耗時。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種直拉法生產單晶硅用添加摻雜劑的裝置，解決現有技術存在的操作不便且耗工耗時的問題。

本實用新型的技術方案是，直拉法生產單晶硅用添加摻雜劑的裝置，包括盛裝摻雜劑的石英質托，石英質托通過連接件與籽晶夾頭活動連接。

本實用新型的特點還在于：

包括盛裝摻雜劑的石英質托，石英質托通過連接件與籽晶夾頭活動連接。

石英質托上設有磁性轉軸，磁性轉軸與連接件磁性連接。

石英質托為板狀，磁性轉軸設置在石英質托的一邊，連接件為金屬套環，金屬套環的環柄與石英質托活動連接且與磁性轉軸磁力吸附。

石英質托的一邊焊接一金屬套筒，磁性轉軸插裝在該金屬套筒內，磁性轉軸伸出金屬套筒的部分與金屬套環的環柄磁力吸附。

金屬套筒為半封閉圓柱型，磁性轉軸伸出金屬套筒的部分與金屬套環的環柄磁力吸附。

磁性轉軸為釹鐵硼磁性轉軸。

金屬套環位于籽晶夾頭和重錘兩者之間。

金屬套環為馬氏體不銹鋼金屬套環。

本實用新型具有如下有益效果：

1、本實用新型將石英質托通過連接件與籽晶夾頭活動連接，石英質托通過磁性轉軸與連接件磁力吸附，使用時，下降籽晶到熔硅液面附近，液面高溫使磁性轉軸消磁，石英質托在重力作用下繞磁性轉軸轉動，其上的摻雜劑即可自動加入石英坩堝內，實現了摻雜劑的自動加入，克服了現有技術操作不便且耗時耗工的問題。

2、本實用新型結構簡單，加工方便，易于安裝和拆卸。

附圖說明

圖1為本實用新型直拉法生產單晶硅用添加摻雜劑的裝置結構示意圖；

圖2為本實用新型直拉法生產單晶硅用添加摻雜劑的裝置的安裝位置示意圖。

圖3為本實用新型直拉法生產單晶硅用添加摻雜劑的裝置使用狀態示意圖；

圖中，1.籽晶繩；2.重錘；3.籽晶夾頭；4.籽晶；5.熔化后硅料；

6.石英坩堝；7.單晶爐副室；8-1.金屬套環；8-2.石英質托；8-3.磁性轉軸；9.摻雜劑。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

實施例1，直拉法生產單晶硅用添加摻雜劑的裝置，參見圖1，包括盛裝摻雜劑的石英質托8-2，石英質托8-2為板狀，石英質托8-2的一邊焊接一金屬套筒，金屬套筒為半封閉圓柱型，磁性轉軸8-3插裝在該金屬套筒內，連接件為金屬套環8-1，金屬套環8-1的環柄在缺口處與石英質托8-2活動連接，磁性轉軸8-3伸出金屬套筒的部分與金屬套環8-1的環柄磁力吸附。