新型單晶爐熱場(chǎng)、拉制輕摻硅單晶棒的新型單晶爐熱場(chǎng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型單晶爐熱場(chǎng)，包括導(dǎo)流筒；其特征在于，所述導(dǎo)流筒表面設(shè)置有碳化硅涂層。本發(fā)明中的新型單晶爐熱場(chǎng)，由于采用設(shè)置碳化硅涂層的導(dǎo)流筒，可降低硅單晶棒生產(chǎn)能耗，可降低5%以上。使用本發(fā)明中的新型單晶爐熱場(chǎng)，拉制的N型<100>輕摻硅單晶的OISF可降低到100個(gè)/cm2以下。本發(fā)明中的新型單晶爐熱場(chǎng)，能有效改善硅單晶棒中的Fe含量，平均值為1.80E+10atoms/cm3，最大值6.91E+10atoms/cm3。擴(kuò)散長(zhǎng)度達(dá)到450.2μm。
【專利說(shuō)明】新型單晶爐熱場(chǎng)、拉制輕摻硅單晶棒的新型單晶爐熱場(chǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型單晶爐熱場(chǎng)、拉制輕摻硅單晶的新型單晶爐熱場(chǎng)及可減少N型輕摻硅單晶OISF的新型單晶爐熱場(chǎng)。
【背景技術(shù)】[0002]隨著半導(dǎo)體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(guó)家近幾年的規(guī)劃目標(biāo)。目前單晶硅生產(chǎn)過(guò)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(zhǎng)的一個(gè)大問(wèn)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(wèn)題。
[0003]除降低生產(chǎn)能耗外，提高產(chǎn)品質(zhì)量也是單晶硅生產(chǎn)中的需要考慮的重要因素。衡量硅單晶棒質(zhì)量的其中兩個(gè)重要指標(biāo)，一是0ISF，即氧化層錯(cuò)；二是金屬雜質(zhì)含量，尤其是鐵含量，鐵含量采用每立方厘米的鐵原子個(gè)數(shù)衡量。這兩個(gè)指標(biāo)值越小，表示硅單晶棒質(zhì)量越聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可提高硅單晶棒質(zhì)量的新型單晶爐熱場(chǎng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]新型單晶爐熱場(chǎng)，包括導(dǎo)流筒；其特征在于，所述導(dǎo)流筒表面設(shè)置有碳化硅涂層。
[0007]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。
[0008]優(yōu)選地是，還包括保溫筒，保溫筒內(nèi)設(shè)置有加熱器，加熱器圍繞石墨坩堝設(shè)置，石墨坩堝內(nèi)設(shè)置有石英坩堝；所述導(dǎo)流筒設(shè)置于石英坩堝上方。
[0009]拉制輕摻硅單晶的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，包括導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒表面設(shè)置有碳化硅涂層。
[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]優(yōu)選地是，所述輕摻單晶電阻率為0.1-100 Ω.Cm。
[0012]優(yōu)選地是，還包括保溫筒，保溫筒內(nèi)設(shè)置有加熱器，加熱器圍繞石墨坩堝設(shè)置，石墨坩堝內(nèi)設(shè)置有石英坩堝；所述導(dǎo)流筒設(shè)置于石英坩堝上方。
[0013]優(yōu)選地是，所述硅單晶晶向?yàn)椤?00〉。
[0014]一種可減少N型輕摻單晶OISF的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，包括導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒表面設(shè)置有碳化硅涂層。
[0015]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。
[0016]優(yōu)選地是，所述輕摻硅單晶電阻率為0.1-100 Ω.cm。[0017]優(yōu)選地是，所述的OISF小于等于100個(gè)/cm2。
[0018]優(yōu)選地是，還包括保溫筒，保溫筒內(nèi)設(shè)置有加熱器，加熱器圍繞石墨坩堝設(shè)置，石墨坩堝內(nèi)設(shè)置有石英坩堝；所述導(dǎo)流筒設(shè)置于石英坩堝上方。
[0019]優(yōu)選地是，所述硅單晶晶向?yàn)椤?00〉。
[0020]本發(fā)明中的新型單晶爐熱場(chǎng)，由于采用設(shè)置碳化硅涂層的導(dǎo)流筒，可降低晶棒生產(chǎn)能耗，可降低5%以上。使用本發(fā)明中的新型單晶爐熱場(chǎng)，拉制的硅單晶的OISF可降低到100個(gè)/cm2以下。本發(fā)明中的新型單晶爐熱場(chǎng)，能有效改善硅單晶棒中的Fe含量，平均值為 1.80E+10atoms/cm3,最大值 6.91E+10atoms/cm3。擴(kuò)散長(zhǎng)度達(dá)到 450.2 μ m。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述:
[0023]如圖1所示，新型單晶爐熱場(chǎng)，爐筒I內(nèi)設(shè)置有保溫筒8，保溫筒8包括上保溫筒81和下保溫筒82。下保溫筒82內(nèi)設(shè)置有加熱器4。加熱器4與電極6通過(guò)加熱器電極腳5連接。加熱器電極腳5與電極6通過(guò)電極螺絲7連接，電極螺絲7平行于爐筒I軸向設(shè)置。安裝時(shí)，電極螺絲7自上向下擰入加熱器電極墊腳5和電極6內(nèi)，將兩者連接在一起。加熱器4內(nèi)設(shè)置有石墨樹(shù)禍2,石墨?甘禍2內(nèi)設(shè)置有石英樹(shù)禍3。加熱器4圍繞石墨樹(shù)禍2設(shè)置，為石墨坩堝2提供加熱的熱能。上保溫筒81內(nèi)壁比下保溫筒82內(nèi)壁更靠近石墨坩堝4，也就是，上保溫筒81自下保溫筒82向內(nèi)延伸一定的長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度可根據(jù)熱場(chǎng)尺寸及需要的加熱功率確定。上保溫筒81可阻擋熱`輻射，降低熱能損失。上保溫筒81和下保溫筒82之間設(shè)置有隔熱擋板10，隔熱擋板10設(shè)置于加熱器4上方，也可以阻擋熱輻射。加熱器4下方設(shè)置有保溫?fù)跞?，可以降低熱能向下的熱輻射。
[0024]石英坩堝3上方設(shè)置有導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒包括內(nèi)導(dǎo)流筒11和外導(dǎo)流筒12。導(dǎo)流筒11和外導(dǎo)流筒12連接，兩者之間的間隙內(nèi)填充有保溫材料。內(nèi)導(dǎo)流筒11和外導(dǎo)流筒12表面均涂有碳化硅涂層。保溫材料可選用現(xiàn)有技術(shù)中使用的材料，如高純度碳?xì)帧?br> [0025]使用16英寸新型單晶爐熱場(chǎng)拉制單晶晶棒，投料45公斤，平均拉晶功率對(duì)比如下
表所示:
[0026]
【權(quán)利要求】
1.新型單晶爐熱場(chǎng)，包括導(dǎo)流筒；其特征在于，所述導(dǎo)流筒表面設(shè)置有碳化硅涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型單晶爐熱場(chǎng)，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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，還包括保溫筒，保溫筒內(nèi)設(shè)置有加熱器，加熱器圍繞石墨坩堝設(shè)置，石墨坩堝內(nèi)設(shè)置有石英坩堝；所述導(dǎo)流筒設(shè)置于石英坩堝上方。
4.拉制輕摻硅單晶棒的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，包括導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒表面設(shè)置有碳化硅涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拉制輕摻硅單晶棒的新型單晶爐熱場(chǎng)，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。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拉制輕摻硅單晶棒的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，所述輕摻硅單晶棒電阻率為0.1-100 Ω.cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拉制輕摻硅單晶棒的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，還包括保溫筒，保溫筒內(nèi)設(shè)置有加熱器，加熱器圍繞石墨坩堝設(shè)置，石墨坩堝內(nèi)設(shè)置有石英坩堝；所述導(dǎo)流筒設(shè)置于石英坩堝上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拉制輕摻硅單晶棒的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，所述硅單晶晶向?yàn)椤?00〉。
9.一種可減少N型輕摻硅單晶OISF的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，包括導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒表面設(shè)置有碳化硅涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可減少N型輕摻硅單晶OISF的新型單晶爐熱場(chǎng)，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。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可減少N型輕摻單晶OISF的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，所述輕摻單晶電阻率為0.1-100 Ω.Cm。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可減少N型輕摻單晶OISF的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，所述的OISF小于等于100個(gè)/cm2。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可減少N型輕摻單晶OISF的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，還包括保溫筒，保溫筒內(nèi)設(shè)置有加熱器，加熱器圍繞石墨坩堝設(shè)置，石墨坩堝內(nèi)設(shè)置有石英坩堝；所述導(dǎo)流筒設(shè)置于石英坩堝上方。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可減少N型輕摻單晶OISF的新型單晶爐熱場(chǎng)，其特征在于，所述硅單晶晶向?yàn)椤?00〉。
【文檔編號(hào)】C30B15/14GK103510154SQ201210225961
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月30日
【發(fā)明者】韓建超, 沈楊宇 申請(qǐng)人:上海合晶硅材料有限公司