[發(fā)明專利]一種單晶爐熱場加熱器組件及單晶爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010419341.8
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111424315B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊文武;沈福哲
• 申請（專利權(quán)）人: 西安奕斯偉材料科技有限公司;西安奕斯偉硅片技術(shù)有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B15/14
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;陳麗寧

本公開提供一種單晶爐熱場加熱器組件及單晶爐，該單晶爐熱場加熱器組件包括：設(shè)置于單晶爐熱場內(nèi)的坩堝底部的底部加熱器，底部加熱器的中部設(shè)有通孔，通孔內(nèi)設(shè)有絕緣軸承套，底部加熱器通過絕緣軸承套固定于坩堝的坩堝軸上，以使底部加熱器在坩堝軸帶動下運動；至少一組導向組件，包括導軌和滑動件，導軌設(shè)置在底部加熱器的側(cè)面，導軌的導向方向與坩堝軸的軸向相同，滑動件連接至底部加熱器，滑動件以可移動方式設(shè)置在導軌上，滑動件在底部加熱器帶動下沿導軌運動。本發(fā)明的單晶爐熱場加熱器組件及單晶爐，可改善相關(guān)技術(shù)中單晶爐熱場內(nèi)坩堝底部保溫場不穩(wěn)定和硅液沉積現(xiàn)象，提高晶棒長晶過程中底部溫度場的穩(wěn)定性，提升晶棒的整體品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單晶硅生長技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單晶爐熱場加熱器組件及單晶爐。

背景技術(shù)

拉制單晶硅時，需要使用單晶爐，在特制石英坩堝中，將多晶硅原料融化，然后使用籽晶拉制單晶硅晶棒。隨著半導體硅晶圓品質(zhì)的不斷提高，對拉晶過程中晶棒的晶體缺陷有了更高的管控要求。單晶爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成熱場(Hot Zone)，而熱場的結(jié)構(gòu)及性能直接影響著晶棒的品質(zhì)，因此熱場的設(shè)計至關(guān)重要。

對于一個單晶爐來說，加熱器的設(shè)計是熱場設(shè)計的核心之一。加熱器分為主環(huán)形加熱器和底部加熱器，主加熱器設(shè)置在坩堝的側(cè)面，底部加熱器設(shè)置在坩堝的底部，其中主加熱器承擔著單晶爐的主要熱量輸出，設(shè)置在坩堝的側(cè)面，但底部加熱器也有著重要的作用，一方面，底部加熱器是在初始化料階段承擔著底部的熱量輸出，對順利完成化料有著很重要的作用；另一方面，底部加熱器是在后續(xù)晶棒(Body)長晶階段起著保溫和防底部硅溶液沉積的作用。

但是，在相關(guān)技術(shù)中，單晶爐內(nèi)的底部加熱器是固定在底部絕緣氈的上面，通過電極螺栓與底部電極相連。而隨著Body長晶過程的進行，石英坩堝中的硅溶液不斷減少，硅溶液液面不斷下降，為了保證Melt Gap(硅溶液液面到導流筒底部的距離)保持在一定范圍內(nèi)，坩堝軸要托著坩堝及溶液向上移動，而此時底部加熱器無法移動，這就使得底部加熱器與坩堝的距離越來越大。而隨著距離的不斷增大，對于坩堝底部的保溫嚴重不足，會出現(xiàn)底部硅溶液的沉積現(xiàn)象，一方面會影響拉晶的進一步進行，另一方面會影響晶棒的尺寸和整體的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種單晶爐熱場加熱器組件及單晶爐，能夠改善相關(guān)技術(shù)中單晶爐熱場內(nèi)底部加熱器因無法與坩堝同步移動而導致后續(xù)晶棒長晶過程中坩堝底部保溫場不穩(wěn)定和硅液沉積現(xiàn)象，提高晶棒長晶過程中底部溫度場的穩(wěn)定性，提升晶棒的整體品質(zhì)。

本發(fā)明所帶來的技術(shù)效果如下：

一種單晶爐熱場加熱器組件，包括：

設(shè)置于單晶爐熱場內(nèi)的坩堝底部的底部加熱器，所述底部加熱器的中部設(shè)有通孔，且所述通孔內(nèi)設(shè)有絕緣軸承套，所述底部加熱器通過所述絕緣軸承套固定于所述坩堝的坩堝軸上，以使所述底部加熱器在所述坩堝軸帶動下運動；

及至少一組導向組件，所述導向組件包括導軌和滑動件，所述導軌設(shè)置在所述底部加熱器的側(cè)面，所述導軌的導向方向與所述坩堝軸的軸向相同，所述滑動件連接至所述底部加熱器，且所述滑動件以可移動方式設(shè)置在所述導軌上，所述滑動件在所述底部加熱器帶動下沿所述導軌運動。

示例性的，所述單晶爐熱場加熱器組件還包括：用于向所述底部加熱器施加電信號的兩個電極，所述底部加熱器上設(shè)有兩個電接入端，所述導向組件至少有兩組，并分別設(shè)置在所述底部加熱器的相對兩側(cè)，每一所述電接入端通過一組所述導向組件與一個所述電極電連接；其中，一組所述導向組件中，所述導軌與所述滑動件之間電連接，所述滑動件與對應(yīng)的所述電接入端電連接，所述導軌與對應(yīng)的所述電極連接。

示例性的，所述導向組件還包括：第一轉(zhuǎn)接頭和第二轉(zhuǎn)接頭；

所述第一轉(zhuǎn)接頭為套環(huán)結(jié)構(gòu)，所述第二轉(zhuǎn)接頭為板狀結(jié)構(gòu)；

所述電接入端與所述第二轉(zhuǎn)接頭之間通過所述第一轉(zhuǎn)接頭固定連接；