[發明專利]一種提高區熔單晶均勻性的氣摻線圈

在審

• 申請號: 201910748683.1
• 申請日: 2019-08-14
• 公開（公告）號: CN110438558A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 劉凱;郝大維;萬靜;王遵義;孫健;譚永麟;孫晨光;王彥君
• 申請（專利權）人: 天津中環領先材料技術有限公司
• 主分類號: C30B13/20
• 分類號: C30B13/20;C30B13/12;C30B29/06
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 戴文儀

本發明提供了一種提高區熔單晶均勻性的氣摻線圈，包括帶有線圈眼和以線圈眼為中心的十字切縫的線圈主體，其中一個切縫為長切縫，長切縫延伸至線圈主體外圓邊沿并位于線圈主體的兩個線圈腿中間，還包括以線圈眼為中心設置于線圈主體內的圓弧形的摻雜氣路，摻雜氣路位于十字切縫的三個短切縫的外側，摻雜氣路的圓弧形的兩個端點對稱的位于長切縫的兩側且不與長切縫連接；摻雜氣路上等間距設有多個氣孔；摻雜氣路與設于線圈主體內的進氣氣路連接。本發明所述的氣摻線圈在線圈主體上直接開設摻雜氣路，不單獨設計氣路，摻雜氣路上等間距設有多個氣孔，可實現均勻出氣，保證了摻雜效果的良好，提高了氣摻單晶的均勻性。

技術領域

本發明屬于區熔感應加熱硅單晶技術領域，尤其是涉及一種提高區熔單晶均勻性的氣摻線圈。

背景技術

區熔硅單晶是電力電子器件、大功率高壓元件的關鍵材料，其各類元器件廣泛應用于光探測、光纖通訊、工業自動化控制系統中以及醫療、軍事、電訊、工業自動化等領域，擁有極大的市場空間。區熔硅單晶具有少子壽命高、晶體晶格損傷小、生產周期短及生產成本低等特點。隨著現代社會電子信息產業的發展,對硅晶體的完美性和電學參數的高均勻性提出了更高的要求。區熔硅單晶制備過程中,摻入一定量的電活性雜質可將高純度多晶硅原料制成具有一定電學性質的摻雜硅單晶。區熔硅單晶的摻雜方法中,使用最廣泛的方法是氣相摻雜法。但現有的氣相摻雜單晶在摻雜均勻性及重復一致性方面還有一定的問題，摻雜效果不好，效率不高。因此，如何提供摻雜均勻性，提高現有工藝水平，是區熔硅單晶生長技術領域面臨的技術難題。

公開號為CN105177698A和CN202072793U的中國專利提供了一種線圈，均是在原來的感應線圈上，水平插入吹氣氣管，然后由吹氣氣管出氣作用于熔體區域，此方式出氣方位單一，不對稱，對提高氣摻均勻性效果不佳，且摻雜氣管選擇使用銅管，氣管伸入線圈中容易在高溫下變形、堵塞。公開號為CN205035488U的中國專利提供了一種保溫桶，在感應線圈附近設計一種帶氣路的保溫桶，相當于設計了獨立的摻雜管路，此種方式其進氣位置主要是位于單晶三相點以下，該部位單晶已結晶凝固，較對硅熔體的摻雜效率低，其次容易遮擋視線，在生產過程中需要時刻觀察爐內熔體區域的情況，因此單獨設計摻雜氣路影響視線。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種在感應線圈上直接開設摻雜氣路，結構簡單，避免氣管伸入線圈中在高溫下變形、堵塞且不會遮擋視線，同時出氣均勻對稱，氣摻效果好的提高區熔單晶均勻性的氣摻線圈，以解決上述問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種提高區熔單晶均勻性的氣摻線圈，包括線圈主體，所述線圈主體為中心帶有線圈眼的圓環形結構，所述線圈主體上開設有以所述線圈眼為中心貫通上下表面的十字切縫，其中一個切縫為長切縫，所述長切縫延伸至所述線圈主體外圓邊沿并位于所述線圈主體的兩個線圈腿中間，還包括以所述線圈眼為中心圍繞所述線圈眼設置于所述線圈主體內的圓弧形的摻雜氣路，所述摻雜氣路位于所述十字切縫的三個短切縫的外側，所述摻雜氣路的圓弧形的兩個端點對稱的位于所述長切縫的兩側且不與長切縫連接；所述摻雜氣路上等間距設有多個氣孔；所述摻雜氣路與設于所述線圈主體內的進氣氣路連接。

進一步的，所述氣孔開設于所述摻雜氣路的上端面，所述氣孔在所述線圈主體的軸向上貫通所述線圈主體的上端面。

進一步的，所述氣孔開設于所述摻雜氣路的下端面，所述氣孔在所述線圈主體的軸向上貫通所述線圈主體的下端面。

進一步的，所述氣孔有四個，以所述長切縫為對稱軸兩側各設有兩個。

進一步的，所述氣孔有六個，以所述長切縫為對稱軸兩側各設有三個。

進一步的，所述氣孔有八個，以所述長切縫為對稱軸兩側各設有四個。