[發明專利]硅單晶長晶設備及其熱能調節模塊

有效

• 申請號: 201911150322.3
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN111379017B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 陳俊宏;王興邦;徐文慶;李依晴
• 申請（專利權）人: 環球晶圓股份有限公司
• 主分類號: C30B15/20
• 分類號: C30B15/20;C30B15/10;C30B29/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 王博

本發明公開一種硅單晶長晶設備及其熱能調節模塊與硬軸，所述硅單晶長晶設備包括爐體、支撐座、坩堝、位于坩堝外側的加熱模塊、及位于坩堝上方的熱能調節模塊。熱能調節模塊包括一導流筒、多個保溫片、及一硬軸。導流筒包含有一管體及連接于管體的承載體。每個保溫片套設于管體，并且多個保溫片堆疊地設置于承載體。硬軸穿設于管體內，并且硬軸不會轉動，其中，硬軸內部設有一水流通道，并且硬軸包含有一夾持端部用來夾持一晶種，借由水流通道內注入流體，以帶走夾持端部處的熱能。

技術領域

本發明涉及一種長晶設備，尤其涉及一種硅單晶長晶設備及其熱能調節模塊與硬軸。

背景技術

現有的長晶設備用以將固態的原料加熱熔化再使液態的原料凝固結晶，而制成晶棒。由于硅單晶的晶棒成長方式大都是使用柴氏長晶法(Czochralski Method，簡稱CZmethod)，所以現有的硅單晶長晶設備的結構大都局限于柴氏長晶法，因而不利于本領域的發展。

于是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究并配合科學原理的運用，終于提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

發明內容

本發明實施例在于提供一種硅單晶長晶設備及其熱能調節模塊與硬軸，能有效地改善現有硅單晶長晶設備所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種硅單晶長晶設備，包括：一爐體；一支撐座，設置于所述爐體內；一坩堝，設置于所述支撐座，并且所述支撐座與所述坩堝不會相對于所述爐體而轉動；一加熱模塊，設置于所述支撐座的外圍；以及一熱能調節模塊，設置于所述爐體內、并位在所述坩堝的上方；其中，所述熱能調節模塊包含有：一導流筒，包含有一管體及一承載體，所述管體的一端部設置于所述爐體上，而所述管體的另一端部則連接于所述承載體，并且所述承載體圍繞于所述管體的外側；其中，所述管體沿其軸向正投影于所述坩堝而形成的一投影區域，是落在所述坩堝的內底面；多個保溫片，各呈環狀并套設于所述管體，并且多個所述保溫片堆疊地設置于所述承載體；及一硬軸，穿設于所述管體內，并且所述硬軸不會相對于所述爐體而轉動；其中，所述硬軸內部設有一水流通道，并且所述硬軸包含有一夾持端部，而所述夾持端部的至少部分位于所述坩堝內、并用來夾持一晶種。

優選地，所述保溫片的熱輻射反射率為至少70％，并且多個所述保溫片能使位于其一側的熱能，僅存10％以下的所述熱能穿過多個所述保溫片而至其另一側。

優選地，所述硬軸內部設有一氣流通道，并且所述夾持端部鄰近于所述水流通道與所述氣流通道，以使所述硬軸能于所述水流通道內注入流動的水、并能于所述氣流通道內注入流動的氣體，以帶走所述夾持端部處的熱能。

優選地，所述水流通道呈螺旋狀地圍繞于所述氣流通道的外側。

優選地，所述硬軸能沿所述管體的所述軸向以一提拉速度內來回移動，并且所述提拉速度不大于50毫米/小時。

優選地，所述加熱模塊包含有一第一加熱單元、一第二加熱單元、及一第三加熱單元，并且所述第一加熱單元、所述第二加熱單元、及所述第三加熱單元分別對應于所述軸向而位于不同的高度位置上。

優選地，所述第一加熱單元圍繞并面向所述坩堝的上半部，所述第二加熱單元圍繞并面向所述坩堝的下半部，所述第三加熱單元位于所述坩堝的下方，并且所述第三加熱單元沿所述軸向正投影于所述坩堝而形成的一投影區域，是落在所述坩堝的外底面。

本發明實施例也公開一種硅單晶長晶設備的熱能調節模塊，用來設置于一爐體內，所述熱能調節模塊包括：一導流筒，包含有一管體及一承載體，所述管體的一端部用來設置于所述爐體上，而所述管體的另一端部則連接于所述承載體，并且所述承載體圍繞于所述管體的外側；多個保溫片，各呈環狀并套設于所述管體，并且多個所述保溫片堆疊地設置于所述承載體；以及一硬軸，穿設于所述管體內，并且所述硬軸不會轉動；其中，所述硬軸內部設有一水流通道，并且所述硬軸包含有一夾持端部，用來夾持一晶種。