一種使用懸浮拉制法制作硅單晶的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及硅單晶晶體生長(zhǎng)。對(duì)于硅單晶，傳統(tǒng)上使用直拉去或區(qū)熔法拉制單晶。近些年，也興起使用鑄錠爐進(jìn)行鑄造單晶的生產(chǎn)。本發(fā)明提供一種使用懸浮拉制法制作硅單晶的方法，使用未經(jīng)破碎的普通西門(mén)子還原法制作的多晶硅棒作為原料，利用電磁力懸浮熔融硅進(jìn)行單晶制造的方法。本發(fā)明旨在發(fā)明一種低成本質(zhì)量接近區(qū)熔單晶的硅單晶制造技術(shù)。
【專利說(shuō)明】一種使用懸浮拉制法制作硅單晶的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及晶體生長(zhǎng)領(lǐng)域【背景技術(shù)】:
[0002]對(duì)于硅單晶，傳統(tǒng)上使用直拉法或區(qū)熔法拉制單晶。近些年，也興起使用鑄錠爐進(jìn)行鑄造單晶的生產(chǎn)。本發(fā)明提供一種使用懸浮拉制法制作硅單晶的方法，使用未經(jīng)破碎的普通西門(mén)子還原法制作的多晶硅棒作為原料，利用電磁力懸浮熔融硅進(jìn)行單晶制造的方法。本發(fā)明旨在發(fā)明一種低成本質(zhì)量接近區(qū)熔單晶的硅單晶制造技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]本方法將未經(jīng)破碎的普通西門(mén)子還原法制作的多晶硅棒作為原料從坩堝下方的開(kāi)孔中加入坩堝。硅棒在坩堝中加熱熔化。在坩堝下方環(huán)繞有電磁線圈。通電建立電磁場(chǎng)后，熔融態(tài)的硅受電磁場(chǎng)作用懸浮在坩堝內(nèi)且不從坩堝同硅棒的間歇中泄漏。當(dāng)坩堝中的熔融硅建立溫度梯度后，即可按照直拉晶體硅的方法進(jìn)行晶體的拉制。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0004]I原生還原爐產(chǎn)出的棒狀多晶硅
[0005]2 坩堝
[0006]3 熔融硅
[0007]4硅單晶
[0008]5電磁線圈
【具體實(shí)施方式】:
[0009]傳統(tǒng)的直拉單晶爐，對(duì)坩堝及坩堝下方按如圖所示布置作改造。從西門(mén)子還原爐上取下的未經(jīng)破碎的(I)原生還原爐產(chǎn)出的棒狀多晶硅(推薦對(duì)硅棒在使用前退火，以消除內(nèi)應(yīng)力)作為原料從(2)坩堝下方的開(kāi)孔中加入(2)坩堝。(I)原生還原爐產(chǎn)出的棒狀多晶硅的頂部加熱熔化少許后在⑵坩堝中形成⑶熔融硅。(3)熔融硅受(5)電磁線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)作用，懸浮在(2)坩堝中實(shí)現(xiàn)與坩堝的無(wú)直接接觸且不從(2)坩堝與(I)原生還原爐產(chǎn)出的棒狀多晶硅的間歇中泄漏。當(dāng)(2)坩堝中的(3)熔融硅建立溫度梯度后，即可按照傳統(tǒng)直拉晶體硅的方法進(jìn)行單晶體的拉制。當(dāng)(2)坩堝中的(3)熔融硅隨(4)硅單晶的拉長(zhǎng)而消耗后，提升(I)原生還原爐產(chǎn)出的棒狀多晶硅從而實(shí)現(xiàn)對(duì)(2)坩堝中的(3)熔融硅的連續(xù)加料。
【權(quán)利要求】
1.一種使用懸浮拉制法制作硅單晶的方法 權(quán)利要求為利用如圖所示的懸浮拉制法制作硅單晶的方法。 在坩堝的下方開(kāi)孔，使用未破碎的原生西門(mén)子還原爐的多晶硅棒，通過(guò)使用無(wú)物理接觸的懸浮方法約束熔融硅進(jìn)行硅單晶制造的方法。 本方法可以視作傳統(tǒng)直拉單晶法同向上拉制的區(qū)熔法(英文術(shù)語(yǔ):Pedestal GrowthFZ)的結(jié)合。即熔融硅區(qū)由硅棒頂部向下移動(dòng)，而硅單晶在熔融硅上向上拉制。其中傳統(tǒng)的直立去，熔融硅同坩堝直接接觸而約束在坩堝中。而向上拉制的區(qū)熔法則通過(guò)熔融硅液的表面張力維持一個(gè)穩(wěn)定的熔區(qū)。而在本方法中，熔融硅由懸浮作用進(jìn)行約束。無(wú)論類(lèi)似的改良被稱作直拉法或者區(qū)熔法，都屬于本專利的權(quán)利要求范圍。 無(wú)論本方法中坩堝使用何種材質(zhì)原材料，都不構(gòu)成對(duì)本專利的合理回避，都屬于本專利的權(quán)利要求范圍。 使用本方法中并不要求電磁懸浮力使得坩堝同熔融硅完全無(wú)直接接觸或者電磁場(chǎng)提供對(duì)熔融娃百分之一百的支撐懸浮。構(gòu)建電磁場(chǎng)的目的在于獨(dú)立維持或者協(xié)助i甘禍或著表面張力共同維持熔融哇一個(gè)穩(wěn)定的物理形狀。坩堝同熔融硅產(chǎn)生接觸或者或者電磁場(chǎng)提供對(duì)熔融硅的形狀維持提供部分支撐，即部分懸浮，都不構(gòu)成對(duì)本專利的合理回避，都屬于本專利的權(quán)利要求范圍。 發(fā)明附圖中使用硅棒從坩堝加料僅為本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)方式。事實(shí)上，由于懸浮無(wú)接觸或部分接觸的熔區(qū)有很多優(yōu)勢(shì)，該方式適用于任何連續(xù)向上拉制單晶。使用任何形狀的硅料，合棒，塊，片及顆粒等；且無(wú)論從坩堝上方或者下方投入硅料都不構(gòu)成對(duì)本專利的合理回避，都屬于本專利的`權(quán)利要求范圍。
【文檔編號(hào)】C30B29/06GK103774212SQ201210397560
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月18日
【發(fā)明者】丁欣 申請(qǐng)人:丁欣