一種用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈，該線圈為平板單匝結(jié)構(gòu)，該線圈的上表面為三級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，包括第一臺(tái)階、第二臺(tái)階、第三臺(tái)階，第一臺(tái)階靠近線圈的內(nèi)部圓口，第三臺(tái)階位于線圈表面的最外側(cè)；線圈內(nèi)部圓口處具有十字切槽，該十字切槽的前端和左右兩端分別延伸出一切縫，在該三個(gè)切縫的端部均設(shè)有一段垂直于該切縫的縫隙，各切縫與其端部的縫隙呈T字形狀。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以達(dá)到局部區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)的效果，改善了多晶硅棒下方固液界面形狀，有助單晶的散熱，更加利于單晶生長(zhǎng)。本實(shí)用新型大大改善了加熱線圈對(duì)多晶硅棒的熔化效果，提高硅單晶的生長(zhǎng)穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈，此實(shí)用新型線圈結(jié)構(gòu)對(duì)內(nèi)部磁場(chǎng)有改善作用，線圈下方斜坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以保持較好的溫度梯度，從而達(dá)到利于區(qū)熔六英寸單晶硅生長(zhǎng)的熱場(chǎng)條件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前半導(dǎo)體工業(yè)用的硅單晶主要是用直拉法(CZ)和區(qū)熔法(FZ)生長(zhǎng)的。其中區(qū)熔法(FZ)生長(zhǎng)的單晶由于含氧低和幾乎沒(méi)有金屬污染的特點(diǎn)，適合用在大功率器件上。
[0003]隨著集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，為了降低器件生產(chǎn)成本要求硅單晶向大直徑發(fā)展。在區(qū)熔法制備單晶過(guò)程中，生長(zhǎng)的硅單晶直徑變大要求所用多晶原料的直徑相應(yīng)增大，這使得用于拉制小直徑區(qū)熔硅單晶的線圈已經(jīng)不適合拉制大直徑區(qū)熔硅單晶。目前市場(chǎng)上以Φ5、Φ6英寸大直徑硅單晶為主，所使用的多晶料在<H10mm-130nmi之間。
[0004]在區(qū)熔硅單晶的生產(chǎn)過(guò)程中，高頻線圈對(duì)多晶硅棒的熔化效果對(duì)單晶生長(zhǎng)狀態(tài)具有決定性的影響。如果線圈結(jié)構(gòu)不合理，多晶料在熔化過(guò)程中容易出現(xiàn)出刺、兜料現(xiàn)象，造成線圈打火等事故。為了達(dá)到理想的化料效果一般采用以下方法來(lái)改進(jìn)高頻線圈的結(jié)構(gòu):
1、增大平板線圈整體直徑；2、調(diào)整線圈內(nèi)部平臺(tái)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(jìn)，沿用上述方法改進(jìn)高頻線圈的結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)一些難以解決的新問(wèn)題，例如線圈內(nèi)部刃口的直徑增大，給放肩過(guò)程帶來(lái)困難，易堆料，出腰帶現(xiàn)象的產(chǎn)生，不利于順利拉制單晶；多晶邊緣熔化效果變差，容易產(chǎn)生出刺現(xiàn)象等。
[0005]拉制大直徑單晶的線圈上表面一般采用兩臺(tái)階結(jié)構(gòu)，中間十字刃口前段與兩端無(wú)開(kāi)口切槽設(shè)計(jì)。這種結(jié)構(gòu)在單晶生長(zhǎng)過(guò)程中容易發(fā)生出刺和兜料現(xiàn)象，不利于單晶的正常生長(zhǎng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型目的在于提供一種用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈，以改善單晶生長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)出刺和兜料現(xiàn)象，改善下方固液界面形狀，有助于單晶的散熱，更加利于單晶生長(zhǎng)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈，該線圈為平板單匣結(jié)構(gòu)，該線圈的上表面為三級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，包括第一臺(tái)階、第二臺(tái)階、第三臺(tái)階，第一臺(tái)階靠近線圈的內(nèi)部圓口，第三臺(tái)階位于線圈表面的最外側(cè)；線圈內(nèi)部圓口處具有十字切槽，該十字切槽的前端和左右兩端分別延伸出一切縫，在該三個(gè)切縫的端部均設(shè)有一段垂直于該切縫的縫隙，各切縫與其端部的縫隙呈T字形狀。
[0009]優(yōu)選地，所述三個(gè)切縫分別延伸至第三臺(tái)階處。
[0010]優(yōu)選地，所述切縫的長(zhǎng)度為35±0.5mm，寬度為1±0.1mm。
[0011]優(yōu)選地，所述切縫端部的縫隙的長(zhǎng)度為10±0.2mm,寬度為1±0.1mm。[0012]優(yōu)選地，所述加熱線圈的整體外部直徑為260mm。
[0013]優(yōu)選地，所述加熱線圈邊緣的厚度為16.5mm。
[0014]優(yōu)選地，所述線圈的下表面為一斜坡結(jié)構(gòu)，該斜坡與臺(tái)階水平呈6°角。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016]本實(shí)用新型的T型切縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以達(dá)到局部區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)的效果，線圈下方斜坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改善了多晶硅棒下方固液界面形狀，保持合理的溫度梯度，有助單晶的散熱，更加利于單晶生長(zhǎng)。本實(shí)用新型大大改善了加熱線圈對(duì)多晶硅棒的熔化效果，提高硅單晶的生長(zhǎng)穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型加熱線圈的俯視圖。
[0018]圖2為圖1中線圈內(nèi)部圓口的局部放大圖。
[0019]圖3為圖1的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下通過(guò)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]如圖1、2所示，本實(shí)用新型的加熱線圈為平板單匣結(jié)構(gòu)，該線圈的上表面為三級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，包括第一臺(tái)階1、第二臺(tái)階2、第三臺(tái)階3，第一臺(tái)階I靠近線圈的內(nèi)部圓口 4，第三臺(tái)階3位于線圈表面的最外側(cè)。線圈內(nèi)部圓口 4處具有十字切槽5，該十字切槽5的前端和左右兩端分別延伸出一切縫6，該三個(gè)切縫分別延伸至第三臺(tái)階3處，在該三個(gè)切縫的端部均設(shè)有一段垂直于該切縫的縫隙7，各切縫與其端部的縫隙呈T字形狀。
[0022]在該加熱線圈內(nèi)，切縫的長(zhǎng)度為35±0.5皿1，寬度為1±0.1mm。切縫端部的縫隙的長(zhǎng)度為10±0.2皿1，寬度為1±0.1mm0該加熱線圈的整體外部直徑為260mm。該加熱線圈邊緣的厚度為16.5mm。
[0023]如圖3所示，本實(shí)用新型加熱線圈的下表面為一斜坡結(jié)構(gòu)，斜坡8與臺(tái)階1、2、3水平呈6°角。
[0024]實(shí)施例1
[0025]將該線圈拋光裝入FZ-35型單晶爐內(nèi)，對(duì)中對(duì)水平后將直徑為120mm的多晶料在爐子里掛裝，對(duì)中，抽真空，充氬氣，預(yù)熱后進(jìn)行放肩。放肩直至單晶等徑保持600mm長(zhǎng)，正常收尾，并無(wú)兜料、出刺等現(xiàn)象發(fā)生。順利拉制六英寸區(qū)熔單晶。
【權(quán)利要求】
1.一種用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈，其特征在于:該線圈為平板單匣結(jié)構(gòu)，該線圈的上表面為三級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，包括第一臺(tái)階、第二臺(tái)階、第三臺(tái)階，第一臺(tái)階靠近線圈的內(nèi)部圓口，第三臺(tái)階位于線圈表面的最外側(cè)；線圈內(nèi)部圓口處具有十字切槽，該十字切槽的前端和左右兩端分別延伸出一切縫，在該三個(gè)切縫的端部均設(shè)有一段垂直于該切縫的縫隙，各切縫與其端部的縫隙呈T字形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈，其特征在于:所述三個(gè)切縫分別延伸至第三臺(tái)階處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈，其特征在于:所述切縫的長(zhǎng)度為35±0.5皿1，寬度為1±0.1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈，其特征在于:所述切縫端部的縫隙的長(zhǎng)度為10±0.2皿1，寬度為1±0.1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈，其特征在于:所述加熱線圈的整體外部直徑為260mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈，其特征在于:所述加熱線圈邊緣的厚度為16.5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拉制六英寸區(qū)熔硅單晶的加熱線圈，其特征在于:所述加熱線圈的下表面為一斜坡結(jié)構(gòu)，該斜坡與臺(tái)階水平呈6 °角。
【文檔編號(hào)】C30B29/06GK203602749SQ201320773023
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】李明飛, 閆志瑞, 楊凱, 陳海濱 申請(qǐng)人:有研半導(dǎo)體材料股份有限公司, 國(guó)泰半導(dǎo)體材料有限公司