單晶爐短加熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了單晶爐短加熱器，包括加熱器本體，支撐，所述加熱器本體的高度為0.7～0.9H，H為原加熱器的高度，H＝(1.6～1.8)h，石英坩堝高為h，所述加熱器本體上部設(shè)有凹槽，所述凹槽處加熱器的壁厚為0.5～0.7d，d為原加熱器的壁厚。本實(shí)用新型通過縮短加熱器加熱部分長度，減少部分位置的厚度優(yōu)化加熱器結(jié)構(gòu)后，可改善熔體中的溫度分布，從而減少了石英坩堝導(dǎo)入到熔體中的氧含量，使得拉制晶棒的氧含量處于更安全穩(wěn)定的水平；降低單晶硅棒中氧含量的濃度；通過使用重新設(shè)計(jì)的加熱器生產(chǎn)單晶硅棒以達(dá)到降低氧含量濃度的目的。
【專利說明】
單晶妒短加熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型公開了單晶爐短加熱器，設(shè)及單晶爐中加熱裝置，屬于加熱領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 單晶爐是一種在惰性氣體(氮?dú)?、氮?dú)鉃橹?環(huán)境中，用石墨加熱器將多晶娃等多 晶材料烙化，用直拉法生長無錯(cuò)位單晶的設(shè)備。單晶直徑在生長過程中受到溫度，提拉速度 與轉(zhuǎn)速，相蝸跟蹤速度與轉(zhuǎn)速，保護(hù)氣體的流速等因素的影響。其中溫度主要決定能否成 晶，而速度將直接影響到晶體的內(nèi)在質(zhì)量，而運(yùn)種影響卻只能在單晶拉出后通過檢測才能 獲知。溫度分布合適的熱場，不僅單晶生長順利，而且品質(zhì)較高；如果熱場的溫度分布不是 很合理，生長單晶的過程中容易產(chǎn)生各種缺陷，影響質(zhì)量，情況嚴(yán)重的出現(xiàn)變晶現(xiàn)象生長不 出來單晶。因此在投資單晶生長企業(yè)的前期，一定要根據(jù)生長設(shè)備，配置出最合理的熱場， 從而保證生產(chǎn)出來的單晶的品質(zhì)。
[0003] 設(shè)計(jì)單晶爐時(shí)，加熱器形狀至關(guān)重要，決定著單晶品質(zhì)的好壞。加熱器一般用高純 石墨制成筒型，高純石墨的電阻率P=I.SXlO- 3Q . cm。經(jīng)過長期實(shí)踐，加熱器有效長度為 石英相蝸高的1.6倍至1.8倍。取加熱器高為H，石英相蝸高為h，則H= (1.6~1.8化，一般取H =1.化。加熱器片數(shù)a常用為16片、20片、24片S種形式，一般為20片。加熱器采用并聯(lián)電路 形式導(dǎo)電，加熱器總電阻為R，共兩聯(lián)，每聯(lián)的電阻為Ri,加熱器的壁厚為d。若加熱器片寬為 1，片與片的間隙為b，一般為2mm。筒型加熱器的內(nèi)徑O =石英相蝸外徑+2倍石墨托碗壁厚+ 2倍石墨托碗和加熱器的間隙。
[0004] 因加熱器是并聯(lián)，菊
：即Ri = 2R，其中
Vi為最大輸出電壓，Ii為 最大輸出電流）；由
化為加熱器每聯(lián)長度，S為加熱器截面積， a為加熱器片數(shù)，1為加熱器片寬，d為加熱器的壁厚）；則壁厚，
其中
J筒型加熱器的內(nèi)徑）。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，氧在晶體生長過程中被引入單晶娃晶棒中，在隨后的器件制造工藝 過程中，由于娃晶體經(jīng)歷了各種溫度的熱處理，過飽和的間隙氧會在娃晶體中偏聚和沉淀。 當(dāng)氧沉淀過大時(shí)，不僅會導(dǎo)致娃片的翅曲，還能引入大量的二次缺陷，對娃材料和器件的電 學(xué)性能產(chǎn)生破壞作用。使用常規(guī)的加熱器拉制的單晶娃棒具有較高的氧含量濃度，容易引 發(fā)上述問題的產(chǎn)生。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0007] 本實(shí)用新型公開了單晶爐短加熱器，其特征在于，所述單晶爐短加熱器包括加熱 器本體，支撐，所述加熱器本體的高度為0.7~0.9H，H為原加熱器的高度，H= (1.6~1.8化， 石英相蝸高為h，所述加熱器本體上部設(shè)有凹槽，所述凹槽處加熱器的壁厚為0.5~0.7d，d 為原加熱器的壁厚。
[0008] 所述凹槽為等深度槽，所述凹槽的開口朝向加熱器本體的外側(cè)。、
[0009] 所述凹槽處加熱器的壁厚為0.6d。
[0010] 所述凹槽頂部到加熱器本體頂部的距離為0.08~0.17H，所述凹槽豎向距離為0.1 ~0.2H。
[0011] 所述凹槽頂部到加熱器本體頂部的距離為0.12甜，所述凹槽豎向距離為0.15H。
[0012] 所述加熱器本體的高度為0.細(xì)。
[0013] 本實(shí)用新型通過縮短加熱器加熱部分長度，減少部分位置的厚度優(yōu)化加熱器結(jié)構(gòu) 后，可改善烙體中的溫度分布，從而減少了石英相蝸導(dǎo)入到烙體中的氧含量，使得拉制晶棒 的氧含量處于更安全穩(wěn)定的水平；降低單晶娃棒中氧含量的濃度;通過使用重新設(shè)計(jì)的加 熱器生產(chǎn)單晶娃棒W達(dá)到降低氧含量濃度的目的。
【附圖說明】
[0014] 圖1為單晶爐短加熱器的示意圖；
[001引圖2為單晶爐內(nèi)短加熱器和原加熱器對比圖；
[0016] 圖3為單晶爐短加熱器的俯視圖；
[0017] 圖中：1、加熱器本體，2、支撐，3、凹槽，4、原加熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0018] W下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0019]實(shí)施例1:
[0020] 單晶爐短加熱器，包括加熱器本體1，支撐2,加熱器本體1的高度為0.細(xì)，H為原加 熱器的高度，H= (1.6~1.8化，石英相蝸高為h，加熱器本體1上部設(shè)有凹槽3，凹槽3處加熱 器的壁厚為〇.6d，d為原加熱器的壁厚。凹槽3為等深度槽，凹槽3的開口朝向加熱器本體1的 外側(cè)。凹槽3頂部到加熱器本體1頂部的距離為0.12甜，凹槽3豎向距離為0.15H。
[0021] 原加熱器4的高度為H，H=1.7h，加熱器本體1的高度為1.36h，h為石英相蝸的高 度。取高純石墨的電阻率P = I.SXlCT3Q . cm,加熱器片數(shù)a為20片，加熱器采用并聯(lián)電路形 式導(dǎo)電，加熱器總電阻為R，共兩聯(lián)，每聯(lián)的電阻為Ri,加熱器的壁厚為d。設(shè)加熱器片寬為1， 取片與片的間隙b為2mm。筒型加熱器的內(nèi)徑O =石英相蝸外徑+2倍石墨托碗壁厚+2倍石墨 托碗和加熱器的間隙。代入壁厚，
：O為筒型加熱器 的內(nèi)徑），得壁盾
[0022]進(jìn)行常規(guī)的拉制前清掃作業(yè)，把原加熱器更換成短加熱器，并安裝完各熱場部件 后，石英相蝸水平校正，多晶料裝入。蓋上爐蓋，檢漏通過，確認(rèn)工藝后進(jìn)行常規(guī)的單晶娃棒 拉制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 單晶爐短加熱器，其特征在于，所述單晶爐短加熱器包括加熱器本體（1)，支撐(2)， 所述加熱器本體（1)的高度為0.7~0.9H，H為原加熱器的高度，H=(1.6~1.8)h，石英坩堝 高為h，所述加熱器本體（1)上部設(shè)有凹槽(3)，所述凹槽(3)處加熱器的壁厚為0.5~0.7d，d 為原加熱器的壁厚。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐短加熱器，其特征在于，所述凹槽(3)為等深度槽，所述 凹槽(3)的開口朝向加熱器本體(1)的外側(cè)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的單晶爐短加熱器，其特征在于，所述凹槽(3)處加熱器 的壁厚為〇.6d。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐短加熱器，其特征在于，所述凹槽(3)頂部到加熱器本 體(1)頂部的距離為0.08~0.17H，所述凹槽(3)豎向距離為0.1~0.2H。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐短加熱器，其特征在于，所述凹槽(3)頂部到加熱器本 體(1)頂部的距離為0.125H，所述凹槽(3)豎向距離為0.15H。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐短加熱器，其特征在于，所述加熱器本體（1)的高度為 0.8H〇
【文檔編號】C30B15/14GK205420598SQ201521013599
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月8日
【發(fā)明人】黃末, 賀賢漢, 小暮康弘
【申請人】上海申和熱磁電子有限公司