[發明專利]一種單晶硅提拉爐和生長單晶硅的拉制方法

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• 申請號: 201710028070.1
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN108301038A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 夏高強;范協誠;銀波;王文;胡穎;羅飛飛;宋高杰
• 申請（專利權）人: 新疆知信科技有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

1.一種單晶硅提拉爐，其特征在于，包括：爐腔，所述爐腔內設置有用于加熱的管式反應器、坩堝、單晶硅提拉機構、用于對所述坩堝進行加熱的加熱器，氣體硅源在所述管式反應器內熱分解反應生成硅粉，所述硅粉或者所述硅粉熔融成為熔融硅進入到所述坩堝內，所述單晶硅提拉機構設置于所述坩堝上方，所述單晶硅提拉機構用于提拉籽晶將所述坩堝內的熔融硅拉制生長單晶硅。

2.根據權利要求1所述的單晶硅提拉爐，其特征在于，所述坩堝包括第一子坩堝和第二子坩堝，所述第一子坩堝設置于所述第二子坩堝內，所述第一子坩堝和所述第二子坩堝的開口同向設置，所述第一子坩堝與所述第二子坩堝底部連通，所述硅粉或者所述硅粉熔融成為熔融硅進入到其中一個子坩堝內，所述單晶硅提拉機構用于提拉籽晶將另外一個子坩堝內的熔融硅拉制生長單晶硅。

3.根據權利要求2所述的單晶硅提拉爐，其特征在于，所述硅粉或者所述硅粉熔融成為熔融硅進入到所述第二子坩堝內，所述單晶硅提拉機構用于提拉籽晶將所述第一子坩堝內的熔融硅拉制生長單晶硅。

4.根據權利要求2或3所述的單晶硅提拉爐，其特征在于，所述硅粉或者所述硅粉熔融成為熔融硅進入的其中一個子坩堝的開口端的高度低于另外一個子坩堝的開口端的高度。

5.根據權利要求1～3任意一項所述的單晶硅提拉爐，其特征在于，所述管式反應器的出口位于所述坩堝內的熔融硅內。

6.根據權利要求1～3任意一項所述的單晶硅提拉爐，其特征在于，所述管式反應器由石英、碳材料、碳化硅、氮化硅中的一種制成；

所述管式反應器的內壁涂層為SiC或Si₃N₄。

7.一種使用權利要求1～6任意一項所述單晶硅提拉爐生長單晶硅的拉制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)通過在所述爐腔內的管式反應器內加熱氣體硅源，熱分解反應生成硅粉；

(2)所述硅粉或者所述硅粉加熱熔融成為熔融硅進入到所述坩堝內；

(3)通過單晶硅提拉機構提拉籽晶將所述坩堝內的熔融硅拉制生長單晶硅。

8.根據權利要求7所述的生長單晶硅的拉制方法，其特征在于，所述步驟(2)之前，還包括步驟(i)所述坩堝內預先放置有固體硅料，通過所述加熱器加熱將該固體硅料熔融成熔融硅。

9.根據權利要求7所述的生長單晶硅的拉制方法，其特征在于，所述步驟(1)中加熱的溫度為500～1000℃。

10.根據權利要求7所述的生長單晶硅的拉制方法，其特征在于，所述步驟(3)通過所述單晶硅提拉機構提拉籽晶將所述坩堝內的熔融硅非連續拉制生長單晶硅。

11.根據權利要求7所述的生長單晶硅的拉制方法，其特征在于，所述氣體硅源為甲硅烷、二氯二氫硅、三氯氫硅中的一種；優選的是，所述氣體硅源為甲硅烷。

12.根據權利要求7～11任意一項所述的生長單晶硅的拉制方法，其特征在于，所述硅粉的粒徑為50nm～50μm。