專利名稱：一種區(qū)熔法生長單晶硅用高頻加熱線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種區(qū)熔法生長單晶硅過程中利用高頻電源熔化多晶硅的加熱
線圈。
背景技術(shù)：
硅單晶體作為一種半導體材料，一般用于制造集成電路和其他電子元件。區(qū)熔法 生長單晶硅是一種重要的方法。采用區(qū)熔法生長的硅單晶純度高，均勻性好，是制造功率器 件的優(yōu)秀材料。 區(qū)熔法制備單晶過程中，高頻線圈對多晶棒的熔化效果對單晶生長狀態(tài)有決定性 的影響。如果線圈結(jié)構(gòu)不合理，多晶料在熔化過程中容易出剌，造成線圈打火等事故。隨著 集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，為降低器件生產(chǎn)成本要求硅單晶向大直徑發(fā)展。晶體直徑變大 要求多晶原料的直徑相應增加。為了達到理想的化料效果要求高頻線圈的結(jié)構(gòu)更加合理。 在小4英寸區(qū)熔硅單晶為主流產(chǎn)品期間，所使用的多晶原料直徑為小90-100mm; 為得到較為滿意的熔化效果一般采用以下方法l.增大平板線圈整體直徑；2.調(diào)整線圈內(nèi) 部平臺的直徑和層數(shù)；3.調(diào)整線圈內(nèi)部刃口的直徑，并附加十字槽。隨著區(qū)熔工藝的不斷 改進，小5、6英寸區(qū)熔單晶產(chǎn)品逐漸成為市場主流，生產(chǎn)中采用的多晶原料直徑也逐漸發(fā)展 為小120-150mm。沿用上述方法改進高頻線圈的結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)一些難以解決的新問題1.線 圈內(nèi)部刃口的直徑增大，給放肩帶來困難，易堆料，出腰帶。2.多晶原料距離線圈距離較近， 容易引發(fā)電離擊穿。3.多晶邊緣熔化效果變差，容易出剌造成電打火。 為解決上述問題我們改變了對線圈的改造思路和方向，除了對平板線圈本身進行 上述改變外，我們在原有平板線圈表面增加了附屬配件，用以改善電場的分部與形狀。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種區(qū)熔法生長單晶硅用高頻加熱線圈，本加熱線圈
銅金屬塊周圍磁力線會受到銅金屬塊的抬升作用，同時使得銅金屬塊周圍的磁力線密度增
加，從而改善線圈對多晶硅原料的熔化效果。 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案 這種區(qū)熔法生長單晶硅用高頻加熱線圈，它包括線圈主體及在主體上的金屬塊， 線圈主體為普通的平板線圈。 所述的金屬塊為銅金屬塊，銅金屬塊通過銷釘或螺絲與主體固定。 線圈附屬結(jié)構(gòu)是一定數(shù)目的銅金屬塊。銅金屬塊在平板線圈上表面的分布分為兩
種情況 1.某同心圓周上均勻分布。同一同心圓周上相鄰兩銅金屬塊之間的圓心角e和 該同心圓周上銅金屬塊的數(shù)目n具有以下關(guān)系 9 = 360° /n。2.某同心圓周上非均勻分布。同一同心圓周上相鄰兩銅金屬塊之間的圓心角e和該同心圓周上銅金屬塊的數(shù)目n的為非線性關(guān)系。其中圓心角e、數(shù)目n由線圈特性以 及多晶原料外形結(jié)構(gòu)特性決定。 所述的銅金屬塊的個數(shù)為1 20個，優(yōu)選的個數(shù)為4 16個；銅金屬塊的長度范 圍5 30mm寬度范圍5 30mm高度范圍5 20mm。銅金屬塊的外形可根據(jù)需要調(diào)整 如正方體、長方體、球體、錐體等。 平板線圈上的銅金屬連接方式有兩種所述的金屬塊為銅金屬塊，銅金屬塊通過 銷釘或螺絲與主體固定。在制作平板線圈時根據(jù)設(shè)計，在預定位置直接加工凸起平臺或平 臺組。所述的線圈主體及附屬結(jié)構(gòu)可以一體加工。 本實用新型是通過在作為線圈主體的平板線圈上添加附屬的配件使線圈產(chǎn)生的 磁場在線圈附屬配件處集中，達到局部區(qū)域磁場強度增強的效果而更有效地使多晶硅棒熔 化，從而改善加熱線圈對多晶硅棒的熔化效果。 本實用新型的優(yōu)點是在單晶生長過程中，平板線圈上的銅金屬塊對磁場有改善 效果，銅金屬塊周圍磁力線會受到銅金屬塊的抬升作用，同時使得銅金屬塊周圍和線圈邊 緣處的磁力線密度增加，可以對多晶棒邊緣更好的加熱，從而防止多晶棒邊緣處出剌。

圖1為本實用新型高頻加熱線圈的剖視圖。 圖2為本實用新型高頻加熱線圈的俯視圖。 圖3為本實用新型高頻加熱線圈中使用的平板線圈的俯視圖。
圖中l(wèi)-平板線圈；2-附屬銅塊；3-冷卻水管；4_螺孔；5_冷卻水進水管；6_接線柱。
具體實施方式實施例1 圖1 、圖2中，區(qū)熔硅單晶生長用高頻加熱線圈包括6英寸線圈主體和附屬結(jié)構(gòu)，線 圈主體為一普通平板線圈，附屬結(jié)構(gòu)為4個6X4X4mm的立方體銅金屬塊。銅金屬塊在半 徑為110mm的圓周上均勻分布，相鄰兩個銅金屬塊之間的圓心角是90。。 所述的平板線圈和銅金屬塊之間用螺釘連接，二者緊密結(jié)合。
權(quán)利要求一種區(qū)熔法生長單晶硅用高頻加熱線圈，其特征在于它包括線圈主體及在主體上的金屬塊，線圈主體為普通的平板線圈。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高頻加熱線圈，其特征在于所述的金屬塊為銅金屬塊，銅金 屬塊通過銷釘或螺絲與主體固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻加熱線圈，其特征在于所述的線圈主體及附屬結(jié) 構(gòu)可以一體加工。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻加熱線圈，其特征在于所述的附屬銅金屬塊外形 可以為正方體、長方體、球體、錐體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻加熱線圈，其特征在于所述的銅金屬塊在平板線 圈的某同心圓周上均勻分布，相鄰兩銅金屬塊之間的圓心角e和該同心圓周上銅金屬塊的數(shù)目n具有以下關(guān)系e = 360° /n。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻加熱線圈，其特征在于所述的銅金屬塊在平板線圈 的某同心圓周上非均勻分布。
專利摘要一種區(qū)熔法生長單晶硅用高頻加熱線圈，它包括線圈主體及在主體上的金屬塊，線圈主體為普通的平板線圈，所述的金屬塊可為銅金屬塊，銅金屬塊可通過銷釘或螺絲與主體固定。本實用新型的優(yōu)點是在單晶生長過程中，平板線圈上的銅金屬塊對磁場有改善效果，銅金屬塊周圍磁力線會受到銅金屬塊的抬升作用，同時使得銅金屬塊周圍和線圈邊緣處的磁力線密度增加，可以對多晶棒邊緣更好的加熱，從而防止多晶棒邊緣處出刺。
文檔編號C30B13/24GK201545933SQ200920277758
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者梁書正, 梁開金, 谷宇恒, 閆志瑞, 韓海建 申請人:北京有色金屬研究總院;有研半導體材料股份有限公司;國泰半導體材料有限公司