[發明專利]直拉單晶用加熱器及直拉單晶方法

有效

• 申請號: 201510729021.1
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN106637387B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 吳丹
• 申請（專利權）人: 西安通鑫半導體輔料有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14;C30B29/06
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務所
• 代理人: 羅笛

本發明公開的直拉單晶用加熱器，具有相對的第一端部和第二端部，加熱器主體具有多個第一狹槽以及第二狹槽，第一狹槽與多個第二狹槽交替設置，相鄰的兩個第一狹槽之間形成發熱單元，發熱單元包括加熱段，至少一個加熱段具有開口。本發明公開的直拉單晶方法，包括：裝料；化料以形成熔體；調節直晶功率，控制熔體的縱向溫度梯度，將籽晶插入熔體表面進行熔接，并依次引晶、放肩、轉肩、等徑生長及收尾后即得單晶硅。本發明的直拉單晶用加熱器在發熱單元的加熱段上具有開口結構，可根據產品品質需求進行相應調整，本發明的直拉單晶方法拉制單晶硅，能形成適應高拉速、低雜質含量、低缺陷等各種需求的、優化的溫度梯度，從而最終獲得高品質的單晶硅。

技術領域

本發明屬于單晶硅制備技術領域，具體涉及一種直拉單晶用加熱器，還涉及利用前述直拉單晶用加熱器的直拉單晶方法。

背景技術

直拉法又稱為切克勞斯基法，簡稱CZ法。CZ法的特點是將裝在坩堝中的多晶硅化料以形成熔體，然后將籽晶插入熔體表面進行熔接，同時轉動并提升籽晶，依次經過引晶、放肩、轉肩、等徑生長及收尾過程，提拉生長硅單晶。

隨著光伏產業的發展，直拉單晶的生產成本及成品品質面臨著更高的要求。熱場與單晶提拉速度、雜質含量及缺陷分布等一系列參數息息相關，直接影響直拉單晶的成本與品質。現有的直拉單晶熱場，通常采用對筒形石墨元件開槽加工而成的方波形加熱器，其控制方式單一、加熱功率相對固定，難以配合熱場的其他部件、形成優化的溫度分布，逐漸跟不上產業發展的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直拉單晶用加熱器，可以形成調節直拉單晶生長時的溫度梯度。

本發明的目的還在于提供一種利用上述直拉單晶用加熱器的直拉單晶方法，以方便地調節直拉單晶生長工藝、提高直拉單晶的單晶硅品質。

本發明所采用的一種技術方案是：直拉單晶用加熱器，包括加熱器主體，加熱器主體具有相對的第一端部和第二端部，加熱器主體具有多個自第一端部向第二端部延伸的第一狹槽以及多個自第二端部向第一端部延伸的第二狹槽，多個第一狹槽與多個第二狹槽交替設置，相鄰的兩個第一狹槽之間形成一個發熱單元，每個發熱單元均包括多個相連接的加熱段，至少一個加熱段具有開口。

本發明的特點還在于，

發熱單元包括沿加熱器主體的軸向設置的第一加熱段與第二加熱段，第一加熱段或第二加熱段形成于一個第一狹槽與一個相鄰的第二狹槽之間，開口開設于第一加熱段和/或第二加熱段，并靠近第一端部或第二端部。

發熱單元還包括垂直于加熱器主體的軸向設置的第一連接加熱段以及第二連接加熱段，第一連接加熱段靠近第一端部、并連接于第一加熱段和第二加熱段之間，第二連接加熱段靠近第二端部、且用于連接兩個相鄰的發熱單元，開口還開設于第一連接加熱段或第二連接加熱段。

開口開設于第一連接加熱段，而且第一加熱段和/或第二加熱段的開口靠近第一連接加熱段。

自第二連接加熱段向第一連接加熱段方向，開口垂直加熱器主體的軸向方向截面積逐漸增大。

本發明所提供的另一種技術方案為：直拉單晶方法，包括以下步驟：

裝料；

利用前述直拉單晶用加熱器化料以形成熔體；

調節直拉單晶用加熱器的功率，控制熔體的縱向溫度梯度，將籽晶插入熔體表面進行熔接，并依次進行引晶、放肩、轉肩、等徑生長及收尾后即得單晶硅。

本發明的特點還在于，