[發(fā)明專利]一種摻雜鐘罩系統(tǒng)及其改變摻雜氣體分子路徑方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210078575.X
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114574945B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡瑞;劉進;虎永慧
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州中欣晶圓半導體股份有限公司;寧夏中欣晶圓半導體科技有限公司
• 主分類號: C30B15/04
• 分類號: C30B15/04;C30B29/06
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33266
• 代理人: 沈相權(quán)

本發(fā)明公開了一種摻雜鐘罩系統(tǒng)及其改變摻雜氣體分子路徑方法，包括主爐室，所述主爐室的頂部固定有隔離閥，所述隔離閥的頂部固定有副爐室，所述主爐室內(nèi)壁的底部通過支桿固定有石英坩堝，所述副爐室內(nèi)壁的左側(cè)滑動連接有滑板，所述滑板的右側(cè)固定有石英鐘罩，所述石英鐘罩的內(nèi)部設(shè)置有石英杯，所述石英杯的頂部固定有掛環(huán)，本發(fā)明涉及直拉法生產(chǎn)單晶硅設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。該摻雜鐘罩系統(tǒng)及其改變摻雜氣體分子路徑方法，通過驅(qū)動密封機構(gòu)的設(shè)置，便于加強石英鐘罩與上連接罩之間的密封性，使得氣體摻雜劑不會從石英鐘罩與上連接罩接觸處泄漏，進而使得氣體摻雜劑能順利進入至石英坩堝中，進一步提高氣體摻雜劑的利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直拉法生產(chǎn)單晶硅設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種摻雜鐘罩系統(tǒng)及其改變摻雜氣體分子路徑方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的8寸以及12寸砷、紅磷N型硅單晶摻雜主要以氣相揮發(fā)的摻雜方式，由于電阻率的要求，摻雜量較大。原摻雜裝置的設(shè)計方案，依靠單晶爐內(nèi)熱量將摻雜劑氣化，然后依靠氬氣擴散進硅熔液，氣態(tài)摻雜劑會擴散至單晶爐的副爐室和主爐室，只有部分進入石英坩堝的態(tài)摻雜劑與硅熔液接觸，才能被有效利用，導致?lián)诫s效率低，需要大量的摻雜劑進行摻雜，造成摻雜劑浪費。

根據(jù)專利號為CN213596456U一種增設(shè)導氣管的摻雜劑摻雜裝置，包括石英鐘罩、第一掛鉤、石英杯、導氣管，所述石英鐘罩的頂部封閉，所述石英鐘罩的底部開口，在石英鐘罩內(nèi)側(cè)的頂部設(shè)有第一掛鉤，該增設(shè)導氣管的摻雜劑摻雜裝置，提高了摻雜劑的利用率，避免了摻雜劑的浪費，但是該增設(shè)導氣管的摻雜劑摻雜裝置仍存在以下不足，

(1)在使用時，石英鐘罩與導氣管上端密封性一般，會存在一部分摻雜劑會通過石英鐘罩與導氣管接觸處漏出，造成摻雜劑的浪費；

(2)在對石英杯懸掛時，由于沒有限位裝置，導致在使用過程中若發(fā)生晃動，石英杯易發(fā)生掉落，使用安全性有待提高。

因此，本發(fā)明提出一種摻雜鐘罩系統(tǒng)及其改變摻雜氣體分子路徑方法，以解決上述提到的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種摻雜鐘罩系統(tǒng)及其改變摻雜氣體分子路徑方法，解決了在使用時，石英鐘罩與導氣管上端密封性一般，會存在一部分摻雜劑會通過石英鐘罩與導氣管接觸處漏出，造成摻雜劑的浪費；在對石英杯懸掛時，由于沒有限位裝置，導致在使用過程中若發(fā)生晃動，石英杯易發(fā)生掉落，使用安全性有待提高的問題。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種摻雜鐘罩系統(tǒng)，包括主爐室，所述主爐室的頂部固定有隔離閥，所述隔離閥的頂部固定有副爐室，所述主爐室內(nèi)壁的底部通過支桿固定有石英坩堝，所述副爐室內(nèi)壁的左側(cè)滑動連接有滑板，所述滑板的右側(cè)固定有石英鐘罩，所述石英鐘罩的內(nèi)部設(shè)置有石英杯，所述石英杯的頂部固定有掛環(huán)，所述副爐室的內(nèi)部設(shè)置有上連接罩，所述上連接罩與石英鐘罩配合使用，所述上連接罩的底部連通有連接管，所述連接管的底端依次貫穿副爐室、隔離閥、主爐室并延伸至主爐室的內(nèi)部，所述連接管的底端連通有下連接罩，所述下連接罩位于石英坩堝的內(nèi)部，所述副爐室上設(shè)置有驅(qū)動密封機構(gòu)，所述石英鐘罩的內(nèi)部設(shè)置有防脫落掛鉤機構(gòu)，所述石英鐘罩與上連接罩之間設(shè)置有輔助密封機構(gòu)。

所述驅(qū)動密封機構(gòu)包括固定在副爐室頂部的驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的輸出軸固定有螺桿，所述螺桿的底端貫穿副爐室并與副爐室內(nèi)壁的底部轉(zhuǎn)動連接，所述螺桿的表面與滑板的內(nèi)壁螺紋連接，所述副爐室內(nèi)壁的底部固定有充氣筒，所述充氣筒的內(nèi)壁滑動有擠壓活塞，所述擠壓活塞的頂部固定有貫穿至充氣筒外部的驅(qū)動桿，所述驅(qū)動桿與滑板配合使用，所述擠壓活塞的底部與充氣筒內(nèi)壁的底部之間固定有復位彈簧，所述充氣筒的表面連通有加氣管，所述上連接罩的頂部開設(shè)有環(huán)形槽，所述石英鐘罩的底部嵌設(shè)安裝有與環(huán)形槽配合使用的空心環(huán)形密封圈，所述加氣管的一端貫穿石英鐘罩并與空心環(huán)形密封圈的表面連通，所述充氣筒的內(nèi)部設(shè)置有限位機構(gòu)。

所述限位機構(gòu)包括固定在充氣筒內(nèi)壁的上限位塊，所述上限位塊的底部與擠壓活塞的頂部接觸，所述充氣筒的內(nèi)壁還固定有下限位塊，所述下限位塊位于加氣管的上方。