[發(fā)明專利]一種新式結(jié)構(gòu)的單晶爐用加熱器

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• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN109898132A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧德輝;王學(xué)鋒;李超
• 申請（專利權(quán)）人: 有研半導(dǎo)體材料有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 劉秀青

本發(fā)明公開了一種新式結(jié)構(gòu)的單晶爐用加熱器，該加熱器由環(huán)形的石墨板構(gòu)成，石墨板上均勻開槽；該加熱器具有在軸向上寬下窄的結(jié)構(gòu)，該加熱器的上半部分與下半部分之間為弧形過渡，其中，從加熱器頂部至加熱器高度三分之一的區(qū)域為加熱器的上半部分，從加熱器底部至加熱器高度三分之二的區(qū)域為加熱器的下半部分。本發(fā)明的加熱器的外形結(jié)構(gòu)類似于酒杯，高溫區(qū)在加熱器底部，解決了多晶硅熔化時粘連的問題。采用該加熱器，在拉晶過程中能產(chǎn)生明顯的溫度梯度，熔體熱對流明顯，可以使雜質(zhì)濃度保持均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新式結(jié)構(gòu)的單晶爐用加熱器，屬于硅單晶制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在全球信息化進程中，以通信業(yè)、計算機業(yè)、網(wǎng)絡(luò)業(yè)、家電業(yè)為代表的信息技術(shù)，獲得了飛速發(fā)展，信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為每一個發(fā)達國家的第一大產(chǎn)業(yè)。我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已超過傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)而成為國民經(jīng)濟中第一大產(chǎn)業(yè)和對外出口創(chuàng)匯的支柱產(chǎn)業(yè)。半導(dǎo)體工業(yè)，特別是集成電路工業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，是國民經(jīng)濟現(xiàn)代化與信息化建設(shè)的先導(dǎo)和支柱產(chǎn)業(yè)，是改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)及眾多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。半導(dǎo)體工業(yè)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)是半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體材料制造技術(shù)的不斷進步，推動了超大規(guī)模、超高速集成電路的迅速發(fā)展，帶來了現(xiàn)代電子計算機的更新?lián)Q代。半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體器件及集成電路的發(fā)展與應(yīng)用水平已成為衡量一個國家的國力、國防、國民經(jīng)濟現(xiàn)代化和人民生活水平的重要標(biāo)志。半導(dǎo)體硅材料是重要的半導(dǎo)體功能材料，其用量約占半導(dǎo)體材料總用量的95％以上。

目前，半導(dǎo)體硅材料可分為重摻硅單晶和輕摻硅單晶。拉制單晶的電阻率值是由被選擇的摻雜元素的摻入量來確定的，摻雜元素的摻入量越大，單晶的電阻率越低，摻入量很大的低電阻率單晶，稱為重摻硅單晶；反之，摻雜元素的摻入量少，則稱為輕摻硅單晶。

其中，重摻硅單晶是最為理想的外延襯底材料，其市場需求量不斷增加。現(xiàn)代超大規(guī)模集成電路(ULSI)制造過程的主流工藝為COMS工藝。CMOS工藝因其優(yōu)異的特性深受人們的關(guān)注。重摻硅單晶用于制造超大規(guī)模集成電路開關(guān)電源肖特基二極管和場控高頻電力電子器件等特殊電子器件。現(xiàn)代電網(wǎng)控制系統(tǒng)要求集成電路體積小、轉(zhuǎn)換快、耐高壓，軍事控制、制導(dǎo)的電路，要求抗高頻能力強、體積小，重摻硅單晶產(chǎn)品是首選產(chǎn)品，是我國國民經(jīng)濟發(fā)展、國防等特殊行業(yè)急需的新材料。COMS工藝中普遍采用N/N～+、P/P～+的外延結(jié)構(gòu)，這種以重摻雜硅片為襯底的外延結(jié)構(gòu)與內(nèi)吸雜工藝相結(jié)合，是解決集成電路中的閂鎖效應(yīng)和α粒子引起的軟失效的有效途徑。

重摻單晶硅最重要參數(shù)指標(biāo)為電阻率，隨著競爭的激烈，其要求控制的范圍不斷縮小電阻率數(shù)值不斷降低，摻雜劑的含量隨之逐漸加大。目前主要的攙雜劑是砷、磷、銻，均具有很強的揮發(fā)性，如何保持熔體的雜質(zhì)濃度并盡快成晶自然就成了重摻單晶拉制工作最重要的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新式結(jié)構(gòu)的單晶爐用加熱器，用于重摻雜單晶硅的生產(chǎn)，以獲得雜質(zhì)濃度均勻的重摻雜單晶硅，提升拉晶效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種單晶爐用加熱器，該加熱器由環(huán)形的石墨板構(gòu)成，石墨板上均勻開槽，該加熱器具有在軸向上寬下窄的結(jié)構(gòu)，該加熱器的上半部分與下半部分之間為弧形過渡。

在所述單晶爐用加熱器中，從加熱器頂部至加熱器高度三分之一的區(qū)域為加熱器的上半部分，從加熱器底部至加熱器高度三分之二的區(qū)域為加熱器的下半部分。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的加熱器的外形結(jié)構(gòu)類似于酒杯，高溫區(qū)在加熱器底部，解決了多晶硅熔化時粘連的問題。采用該加熱器，在拉晶過程中能產(chǎn)生明顯的溫度梯度，熔體熱對流明顯，可以使雜質(zhì)濃度保持均勻。

附圖說明

圖1為采用本發(fā)明的加熱器的熱場示意圖。

圖2為采用本發(fā)明的加熱器的化料情況示意圖。