[發明專利]一種坩堝組件及拉晶爐

在審

• 申請號: 202111153125.4
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113862779A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 楊文武
• 申請（專利權）人: 西安奕斯偉材料科技有限公司
• 主分類號: C30B15/12
• 分類號: C30B15/12;C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 西安維英格知識產權代理事務所(普通合伙) 61253
• 代理人: 姚勇政;李斌棟

本發明實施例公開了一種坩堝組件及拉晶爐，所述坩堝組件包括：石墨坩堝，所述石墨坩堝包括本體以及從所述本體的內表面凸出的多個凸肋；石英坩堝，所述石英坩堝嵌套在所述石墨坩堝中；其中，當所述石英坩堝因加熱導致的軟化而發生朝向所述石墨坩堝的變形時，所述石墨坩堝與所述石英坩堝之間的位于所述凸肋的根部附近的間隙被保留，其中，所述間隙隨所述凸肋一起延伸直至通往外界環境。

技術領域

本發明涉及單晶硅制造領域，尤其涉及一種坩堝組件及拉晶爐。

背景技術

用于生產集成電路等半導體電子元器件的硅片，主要通過將直拉(Czochralski)法拉制的單晶硅棒切片而制造出。Czochralski法包括使由坩堝組件中的多晶硅熔化以獲得硅熔體，將單晶晶種浸入硅熔體中，以及連續地提升晶種移動離開硅熔體表面，由此在移動過程中在相界面處生長出單晶硅棒。

坩堝組件通常包括石墨坩堝和以完全貼合的方式嵌套在該石墨坩堝中的石英坩堝。在拉晶過程中的高溫下，石墨坩堝和石英坩堝會發生反應而生成氣體，由于石墨坩堝和石英坩堝完全貼合，生成的氣體難以在短時間內排出到外界環境中，導致在高溫下已發生軟化的石英坩堝形成遠離石墨坩堝的“鼓包”，這很大程度上影響了拉晶的正常進行，嚴重影響了晶棒的品質，極有可能導致坩堝組件內受熱不均，對流紊亂，進而導致晶棒斷線發生，影響拉晶良率。

石英坩堝的內表面通常是平滑的，導致內表面的面積有限，因此在拉晶過程中從石英坩堝的內表面析出的氧無法均勻地分布于熔體中，拉制出的硅棒中的氧濃度也會不均勻，對后續處理過程中硅片中氧析出物或者稱為體微缺陷(Bulk Micro Defect，BMD)的均勻性產生影響。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明實施例期望提供一種坩堝組件及拉晶爐，在拉晶過程中生成于石墨坩堝和石英坩堝之間的氣體能夠及時地排出到外界環境中，避免石英坩堝形成“鼓包”，并且能夠使從石英坩堝的內表面析出的氧更均勻地分布于熔體中，改善后續處理過程中形成于硅片中的BMD的均勻性。

本發明的技術方案是這樣實現的：

第一方面，本發明實施例提供了一種坩堝組件，所述坩堝組件包括：

石墨坩堝，所述石墨坩堝包括本體以及從所述本體的內表面凸出的多個凸肋；

石英坩堝，所述石英坩堝嵌套在所述石墨坩堝中；

其中，當所述石英坩堝因加熱導致的軟化而發生朝向所述石墨坩堝的變形時，所述石墨坩堝與所述石英坩堝之間的位于所述凸肋的根部附近的間隙被保留，

其中，所述間隙隨所述凸肋一起延伸直至通往外界環境。

第二方面，本發明實施例提供了一種拉晶爐，所述拉晶爐包括根據第一方面所述的坩堝組件。

本發明實施例提供了一種坩堝組件及拉晶爐，由于上述的間隙與外界環境相通，因此在拉晶過程中在石墨坩堝與石英坩堝之間生成的氣體能夠經由間隙從石墨坩堝的本體的頂緣處逸出到坩堝組件的外部或者說逸出到外界環境中，由此避免了軟化的石英坩堝形成“鼓包”；當石英坩堝發生變形時，其內表面的面積會增大，從該內表面析出的氧會更均勻地分布于熔體中，使后續處理過程中形成于硅片中的BMD的均勻性得到改善。

附圖說明

圖1為根據本發明的實施例的坩堝組件的石墨坩堝和石英坩堝彼此嵌套的示意圖；

圖2為根據本發明的實施例的坩堝組件的石墨坩堝的立體剖視圖；

圖3為根據本發明的實施例的坩堝組件沿著圖1中示出的線L-L剖切的截面圖；

圖4為圖3中的虛線方框區域的放大示圖，其中示出了石英坩堝因被加熱而發生變形；

圖5為根據本發明的另一實施例的坩堝組件的立體剖視圖；