[實用新型]一種具有引導式提拉機構的單晶爐

有效

• 申請號: 201921840383.8
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN211036181U
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 王志磊;張燕玲;邢德春;王志卿;于彩鳳
• 申請（專利權）人: 晶創銘盛電子科技（香河）有限公司
• 主分類號: C30B15/30
• 分類號: C30B15/30;C30B29/06
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 楊玉廷

本實用新型提供了一種具有引導式提拉機構的單晶爐，該技術方案對單晶爐的內部構造以及提拉機構的具體構型進行了全新設計。具體來看，本實用新型在單晶爐內部設置了用于引導提拉機構的導向管，以確保單晶在生長過程中沿直線方向延伸；在此基礎上，在提拉頭下端的籽晶外周固定了導向筒，因此單晶沿籽晶下端附著、生長的過程，單晶會受到外周導向筒的限制，使其外緣呈較為規則的圓柱狀。此外，本實用新型改進了測溫機構在單晶爐上的承載模式，并設計了與之相匹配的單晶爐安裝支座。應用本實用新型，可對單晶硅的附著、生長方向起到引導限制作用，具有良好的使用效果。

技術領域

本實用新型涉及單晶爐技術領域，具體涉及一種具有引導式提拉機構的單晶爐。

背景技術

單晶爐是一種在惰性氣體(氮氣、氦氣為主)環境中，用石墨加熱器將多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生長無錯位單晶的設備。

在單晶爐的運行過程中，首先把高純度的多晶硅原料放入高純石英坩堝，通過石墨加熱器產生的高溫將其熔化；然后，對熔化的硅液稍做降溫，使之產生一定的過冷度，再用一根固定在籽晶軸上的硅單晶體(稱作籽晶)插入熔體表面，待籽晶與熔體熔和后，慢慢向上拉籽晶，晶體便會在籽晶下端生長；接著，控制籽晶生長出一段長為100mm左右、直徑為3～5mm的細頸，用于消除高溫溶液對籽晶的強烈熱沖擊而產生的原子排列的位錯，這個過程就是引晶；隨后，放大晶體直徑到工藝要求的大小，一般為75～300mm，這個過程稱為放肩；接著，突然提高拉速進行轉肩操作，使肩部近似直角；然后，進入等徑工藝，通過控制熱場溫度和晶體提升速度，生長出一定直徑規格大小的單晶柱體；最后，待大部分硅溶液都已經完成結晶時，再將晶體逐漸縮小而形成一個尾形錐體，稱為收尾工藝。這樣一個單晶拉制過程就基本完成，進行一定的保溫冷卻后就可以取出。

由此可見，單晶硅的制備過程極大依賴于單晶爐，單晶爐的性能不僅影響著加工效率，而且對晶體的生長效果和加工精度具有重要影響。現有技術中，常規單晶爐的籽晶僅依靠提拉頭進行直拉，從而使單晶硅在其下端附著生長，由于這種附著作用的速度和方向并不可控，因此生長形成的晶體外形呈不規則狀態，因而不利于后續的加工成型。此外，目前常規單晶爐的內部支撐結構不利于引入測溫機構，有必要加以改進。

發明內容

本實用新型旨在針對現有技術的技術缺陷，提供一種具有引導式提拉機構的單晶爐，以解決現有技術中常規單晶爐無法對單晶硅的附著、生長方向起到引導限制作用的技術問題。

本實用新型要解決的另一技術問題是如何提供一種具有全新內部構型的單晶爐。

為實現以上技術目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種具有引導式提拉機構的單晶爐，包括坩堝，石墨加熱器，底架，爐體，石墨氈，氣體通道，測溫管，頂固定圈，導向管，上端口，其中，坩堝固定連接在石墨加熱器的內部，在所述石墨加熱器的下方固定連接有底架，所述坩堝、石墨加熱器、底架均位于爐體內部，在爐體的內壁上固定連接有石墨氈，在爐體的側壁下方具有氣體通道，在爐體的下端固定連接有測溫管，所述測溫管的一端延伸至坩堝處，所述測溫管的另一端位于爐體外部，在爐體的內壁上固定連接有頂固定圈，所述頂固定圈位于坩堝的上方，在頂固定圈的內邊緣上固定連接有導向管，在爐體的上端具有上端口。

作為優選，還包括提拉頭，籽晶，導向筒，第一電熱絲，其中，提拉頭位于上端口的上方，在提拉頭的下端分別固定連接圓柱狀的籽晶以及導向筒，所述籽晶嵌套于所述導向筒內部，所述導向筒的下端位置低于所述籽晶的下端位置，在所述籽晶中內置有第一電熱絲。

作為優選，還包括第二電熱絲，所述第二電熱絲固定連接在導向筒上。

作為優選，導向筒和籽晶插接在導向管中，導向筒的外側與導向管的內側相貼合。

作為優選，還包括支柱，支座，地腳，通孔，其中，在支柱上固定連接有支座，在所述支座的下端固定連接有若干地腳，在支座上開設有通孔。