[發明專利]異型加熱器及單晶提拉爐熱場結構

有效

• 申請號: 201610725182.8
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107779945B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 鄧先亮
• 申請（專利權）人: 上海新昇半導體科技有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14;C30B29/06;C30B15/10
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種異型加熱器及單晶提拉爐熱場結構，所述異型加熱器適用于為單晶提拉爐熱場結構中的坩堝進行加熱，所述異型加熱器包括加熱器主體，所述加熱器主體包括第一部分及位于所述第一部分下方且與所述第一部分相連接的第二部分；所述加熱器主體第一部分的厚度由上至下逐漸增大。本發明的異型加熱器根據實際溫度分布的需要將加熱器主體不同位置的厚度設置為不同，可以有效降低加熱器材料的損耗；通過設置延伸至坩堝底部的凸部，使用凸部與具有不同厚度的加熱器主體組合成一個整體進行加熱，可以精確控制單晶提拉爐熱場結構中溫度分布，且不需要底部加熱器配合使用，減少了一路控制系統。

技術領域

本發明屬半導體設備技術領域，特別是涉及一種異型加熱器及單晶提拉爐熱場結構。

背景技術

在利用直拉法制備大尺寸硅單晶的過程中，所使用到的單晶提拉爐熱場結構如圖1所示，石墨加熱器作為熱場關鍵部件直接影響長晶過程中的熱場溫度分布；目前，在制備300mm及更大尺寸硅單晶過程中通常采用位于坩堝11側面的主加熱器12及位于坩堝11底部的底部加熱器13的組合來實現對溫度場的精確控制，其中，所述主加熱器12為形狀比較規則的加熱器，即所述主加熱器12各部分的厚度幾乎相同。但這樣做不但增加了一路加熱器控制系統，使得控制系統精確控制難度加大；而且由于拉晶過程加熱器僅靠近坩堝底部位置屬于高溫區，而其他部分溫度相對較低，造成一些區域的石墨材料浪費。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種異型加熱器及單晶提拉爐熱場結構，用于解決現有技術中單晶提拉爐熱場結構采用形狀規則的主加熱器及底部加熱器的組合對溫場進行精確控制存在的控制系統精確控制難度大、造成一些區域的石墨材料浪費的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種異型加熱器，所述異型加熱器適用于為單晶提拉爐熱場結構中的坩堝進行加熱，所述異型加熱器包括加熱器主體，所述加熱器主體包括第一部分及位于所述第一部分下方且與所述第一部分相連接的第二部分；所述加熱器主體第一部分的厚度由上至下逐漸增大。

作為本發明的異型加熱器的一種優選方案，所述加熱器主體第一部分與所述加熱器主體第二部分為一體化成型結構。

作為本發明的異型加熱器的一種優選方案，所述加熱器主體第一部分與所述加熱器主體第二部分的交界處靠近所述坩堝的底部。

作為本發明的異型加熱器的一種優選方案，所述加熱器主體第二部分靠近所述加熱器主體第一部分的厚度與所述加熱器主體第一部分的最大厚度相同。

作為本發明的異型加熱器的一種優選方案，所述加熱器主體徑向截面的形狀為圓環形。

作為本發明的異型加熱器的一種優選方案，所述異型加熱器還包括凸部，所述凸部固定于所述加熱器主體內側，且自所述加熱器主體內側延伸至所述坩堝底部。

作為本發明的異型加熱器的一種優選方案，所述凸部的厚度自所述加熱器主體內側至所述坩堝底部逐漸減小。

作為本發明的異型加熱器的一種優選方案，所述凸部遠離所述坩堝底部的一端固定于所述加熱器主體第一部分與所述加熱器主體第二部分的交界處。

作為本發明的異型加熱器的一種優選方案，所述凸部與所述加熱器主體為一體化成型結構。

作為本發明的異型加熱器的一種優選方案，所述凸部為倒梯形環狀結構。

本發明還提供一種單晶提拉爐熱場結構，所述單晶硅提拉爐熱場結構包括：

爐體；

坩堝，位于所述爐體內；

如上述任一方案中所述的異型加熱器，位于所述爐體內，且位于所述坩堝外圍。

作為本發明的單晶提拉爐熱場結構的一種優選方案，所述單晶硅提拉爐熱場結構還包括：