單晶爐熱場的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種單晶爐熱場，包括支撐筒，所述支撐筒內(nèi)設(shè)置有加熱器、電極及坩堝，所述加熱器圍繞坩堝設(shè)置，所述電極與所述加熱器電連接；其特征在于，所述支撐筒包括外筒和內(nèi)筒，所述外筒與內(nèi)筒之間具有間隙，所述外筒與內(nèi)筒之間的間隙內(nèi)設(shè)置有保溫襯筒，所述保溫襯筒圍繞所述加熱器及坩堝設(shè)置。本實(shí)用新型中的單晶爐熱場，既降低了能耗，又降低了晶棒中的鐵含量。能耗降低45%，僅為原來的55%。晶棒每立方厘米鐵離子平均含量達(dá)到3.02E+10；邊緣部分鐵離子含量達(dá)到1.22E+11，均比使用現(xiàn)有單晶爐熱場拉制的晶棒少一個(gè)數(shù)量級。
【專利說明】單晶爐熱場
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種單晶爐熱場。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體市場競爭的日趨激烈，降低能耗、節(jié)省成本、提升良率成為技術(shù)發(fā)展的核心。節(jié)能降耗已成為國家近幾年的規(guī)劃目標(biāo)。目前單晶硅生產(chǎn)過程中的主要用電負(fù)載為單晶爐。單晶爐的耗電量占總用電量的45%，耗電量大是單晶生長的一個(gè)大問題，如何能在確保單晶產(chǎn)量的前提下，達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)是一個(gè)急需解決的問題。另外，使用現(xiàn)有的單晶爐熱場，拉制的晶棒鐵含量較高，晶棒每立方厘米鐵離子平均含量達(dá)到2.83E+11 ;邊緣部分鐵離子含量達(dá)到2.89E+12。鐵離子含量過高，導(dǎo)致晶棒質(zhì)量下降，無法滿足后續(xù)生產(chǎn)要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可拉制鐵含量低的晶棒的單晶爐熱場。
[0004]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]單晶爐熱場，包括支撐筒，所述支撐筒內(nèi)設(shè)置有加熱器、電極及坩堝，所述加熱器圍繞坩堝設(shè)置，所述電極與所述加熱器電連接；其特征在于，所述支撐筒包括外筒和內(nèi)筒，所述外筒與內(nèi)筒之間具有間隙，所述外筒與內(nèi)筒之間的間隙內(nèi)設(shè)置有保溫襯筒，所述保溫襯筒圍繞所述加熱器及坩堝設(shè)置。
[0006]優(yōu)選地是，還包括導(dǎo)流筒；所述內(nèi)筒下端與所述外筒內(nèi)壁連接，所述導(dǎo)流筒支撐在所述內(nèi)筒上端；所述支撐筒內(nèi)設(shè)置有蓋板，所述蓋板設(shè)置在所述導(dǎo)流筒上方；所述蓋板可活動地設(shè)置在支撐筒內(nèi)。
[0007]優(yōu)選地是，所述內(nèi)筒包括豎直延伸的內(nèi)筒壁和支撐筒中心軸線方向延伸的支撐板；所述導(dǎo)流筒上端邊緣支撐在所述支撐板上，所述導(dǎo)流筒下端位于所述坩堝上端以下。
[0008]優(yōu)選地是，所述外筒內(nèi)壁設(shè)置有碳纖維托盤，所述內(nèi)筒下端及所述保溫襯筒下端均支撐在所述碳纖維托盤上。
[0009]優(yōu)選地是，所述碳纖維托盤下方設(shè)置有保溫罩，所述保溫罩圍繞所述電極設(shè)置；所述碳纖維托盤支撐在所述保溫罩上端。
[0010]優(yōu)選地是，所述導(dǎo)流筒包括相互連接的內(nèi)導(dǎo)流筒和外導(dǎo)流筒；內(nèi)導(dǎo)流筒設(shè)置在外導(dǎo)流筒內(nèi)，內(nèi)導(dǎo)流筒與外導(dǎo)流筒之間具有間隙，所述間隙內(nèi)設(shè)置有保溫材料。
[0011]本實(shí)用新型中的單晶爐熱場，既降低了能耗，又降低了晶棒中的鐵含量。能耗降低45%，僅為原來的55%。晶棒每立方厘米鐵離子平均含量達(dá)到3.02E+10 ;邊緣部分鐵離子含量達(dá)到1.22E+11，均比使用現(xiàn)有單晶爐熱場拉制的晶棒少一個(gè)數(shù)量級。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1為本實(shí)用新型中的單晶爐熱場軸向剖視圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型熱場與現(xiàn)有熱場能耗對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述:
[0015]如圖1所示，單晶爐熱場，包括支撐筒10，支撐筒10包括外筒11和內(nèi)筒12。外筒11與內(nèi)筒12之間具有間隙。內(nèi)筒12包括豎直延伸的內(nèi)筒壁121和支撐板122。支撐板122自內(nèi)筒壁121向支撐筒中心軸線X方向延伸，其延伸的長度可依據(jù)實(shí)際需要確定。外筒11與內(nèi)筒12之間的間隙內(nèi)設(shè)置有保溫襯筒13。支撐筒內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流筒20。導(dǎo)流筒20包括相互連接的內(nèi)導(dǎo)流筒21和外導(dǎo)流筒22。內(nèi)導(dǎo)流筒21設(shè)置在外導(dǎo)流筒22內(nèi)。內(nèi)導(dǎo)流筒21與外導(dǎo)流筒22之間具有間隙，間隙內(nèi)設(shè)置有保溫材料23。導(dǎo)流筒20上端支撐在支撐板122上。支撐筒內(nèi)設(shè)置有蓋板14。蓋板14設(shè)置在導(dǎo)流筒20上方。蓋板14可活動地設(shè)置，一般通過導(dǎo)流筒20向坩堝30內(nèi)加料，并在加料完成后將導(dǎo)流筒20完全覆蓋。另外，蓋板14還可以設(shè)置通孔，穿過通孔將硅材料通過導(dǎo)流筒20加入至坩堝30內(nèi)，并使拉制的晶棒穿過通孔，以便生產(chǎn)。
[0016]外筒11內(nèi)壁設(shè)置有碳纖維托盤15。內(nèi)筒12下端及保溫襯筒13下端均支撐在碳纖維托盤15上。外筒11內(nèi)壁還設(shè)置有保溫罩16。碳纖維托盤15支撐在保溫罩16上端。
[0017]支撐筒10內(nèi)設(shè)置有電極17和加熱器18。電極17與加熱器18電連接，并設(shè)置在加熱器18下方。保溫罩16圍繞電極17設(shè)置。內(nèi)筒圍繞加熱器18設(shè)置。坩堝30設(shè)置在加熱器18內(nèi)，S卩加熱器18圍繞坩堝30設(shè)置。導(dǎo)流筒20上端支撐在支撐板122上，下端201位于坩堝30上端以下。
[0018]使用以上結(jié)構(gòu)制造18寸單晶爐熱場，生產(chǎn)9根晶棒的能耗數(shù)據(jù)與使用現(xiàn)有熱場生產(chǎn)的能耗數(shù)據(jù)對比圖如圖2所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，使用本實(shí)用新型中的單晶爐熱場，平均等徑功率小于45KW，可降低能耗45%以上。拉制的晶棒每立方厘米鐵離子平均含量達(dá)到3.02E+10 ；邊緣部分鐵離子含量達(dá)到1.22E+11，均比使用現(xiàn)有單晶爐熱場拉制的晶棒少一個(gè)數(shù)量級。
[0019]本實(shí)用新型中的實(shí)施例僅用于對本實(shí)用新型進(jìn)行說明，并不構(gòu)成對權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以想到的其他實(shí)質(zhì)上等同的替代，均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.單晶爐熱場，包括支撐筒，所述支撐筒內(nèi)設(shè)置有加熱器、電極及坩堝，所述加熱器圍繞坩堝設(shè)置，所述電極與所述加熱器電連接；其特征在于，所述支撐筒包括外筒和內(nèi)筒，所述外筒與內(nèi)筒之間具有間隙，所述外筒與內(nèi)筒之間的間隙內(nèi)設(shè)置有保溫襯筒，所述保溫襯筒圍繞所述加熱器及坩堝設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐熱場，其特征在于，還包括導(dǎo)流筒；所述內(nèi)筒下端與所述外筒內(nèi)壁連接，所述導(dǎo)流筒支撐在所述內(nèi)筒上端；所述支撐筒內(nèi)設(shè)置有蓋板，所述蓋板設(shè)置在所述導(dǎo)流筒上方；所述蓋板可活動地設(shè)置在支撐筒內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單晶爐熱場，其特征在于，所述內(nèi)筒包括豎直延伸的內(nèi)筒壁和支撐筒中心軸線方向延伸的支撐板；所述導(dǎo)流筒上端邊緣支撐在所述支撐板上，所述導(dǎo)流筒下端位于所述坩堝上端以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐熱場，其特征在于，所述外筒內(nèi)壁設(shè)置有碳纖維托盤，所述內(nèi)筒下端及所述保溫襯筒下端均支撐在所述碳纖維托盤上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單晶爐熱場，其特征在于，所述碳纖維托盤下方設(shè)置有保溫罩，所述保溫罩圍繞所述電極設(shè)置；所述碳纖維托盤支撐在所述保溫罩上端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單晶爐熱場，其特征在于，所述導(dǎo)流筒包括相互連接的內(nèi)導(dǎo)流筒和外導(dǎo)流筒；內(nèi)導(dǎo)流筒設(shè)置在外導(dǎo)流筒內(nèi)，內(nèi)導(dǎo)流筒與外導(dǎo)流筒之間具有間隙，所述間隙內(nèi)設(shè)置有保溫材料。
【文檔編號】C30B29/06GK203700579SQ201320890834
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】韓建超, 沈楊宇, 劉蘇生, 陳建綱, 徐新華 申請人:上海合晶硅材料有限公司