本實用新型涉及單晶硅制造領(lǐng)域，具體是一種在直拉單晶制造法中增加單晶尾部氧含量的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

單晶硅中的氧含量低會影響單晶硅材料本身的機(jī)械強(qiáng)度，最直接的體現(xiàn)為在外延過程中高溫引起的形變達(dá)到材料本身無法承受，而形成Slip Line缺陷，造成報廢。

由生產(chǎn)原理可知，在As(砷)、Sb(銻)摻雜的單晶中，因摻雜劑As(砷)、Sb(銻)區(qū)別于Bo(硼)、Ph(磷)等摻雜，As(砷)、Sb(銻)雜質(zhì)會與Si熔湯中的氧結(jié)合，成為As(砷)或Sb(銻)的氧化物，從硅熔湯的表面揮發(fā)，隨氬氣進(jìn)入真空泵排出。因此，同樣的工藝條件下，As(砷)、Sb(銻)摻質(zhì)單晶的氧含量要遠(yuǎn)低于Bo(硼)、Ph(磷)摻質(zhì)。直拉單晶制造法中單晶的氧含量縱向分布，隨晶體長度的增加(熔湯隨之減少，與石英坩堝的接觸減少，進(jìn)入熔湯中的氧逐漸減少，而單位時間的揮發(fā)量不變)，逐漸降低。因此，摻As(砷)、摻Sb(銻)單晶中部至尾部的氧含量會遠(yuǎn)低于頭部，導(dǎo)致單晶尾部容易形成Slip Line缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決單晶尾部氧含量過低的問題。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，提供一種在直拉單晶制造法中增加單晶尾部氧含量的結(jié)構(gòu)，包括用于制作單晶硅的石墨坩堝和設(shè)置在石墨坩堝內(nèi)的石英坩堝，所述石墨坩堝的內(nèi)表面在與石英坩堝的接觸面之間設(shè)置凸塊。

優(yōu)選的，所述凸塊具體設(shè)置于石墨坩堝內(nèi)表面的底部。

優(yōu)選的，所述凸塊的四周向石墨坩堝內(nèi)側(cè)壁延伸有輻條狀的凸起。

優(yōu)選的，所述凸起的高度隨著從石墨坩堝底部向石墨坩堝沿口延伸，逐漸降低至與石墨坩堝內(nèi)表面齊平。

優(yōu)選的，所述凸塊為盤狀。

優(yōu)選的，所述凸塊為環(huán)狀。

優(yōu)選的，所述凸塊相對石墨坩堝的中軸線中心對稱設(shè)置。

優(yōu)選的，所述凸塊與石墨坩堝之間采用分體式的結(jié)構(gòu)形式。

優(yōu)選的，所述凸塊采用高純石墨材質(zhì)制成。

設(shè)置凸塊的目的主要通過化料后石英坩堝發(fā)生變形，增加石英坩堝與熔湯的接觸面積，提高從石英坩堝進(jìn)入熔湯的氧的數(shù)量，尤其是在直拉單晶的中部至尾部，由于熔湯的體積變少，變相地增加了從石英坩堝進(jìn)入熔湯的氧的數(shù)量，實現(xiàn)了氧含量的梯度增加，抵消了氧消耗從大變小的工藝狀況。在不改變本身工藝條件(投料量、氬氣流量、壓力、堝轉(zhuǎn)、晶轉(zhuǎn))的前提下，提高As、Sb單晶中部至尾部的氧含量。

石墨坩堝內(nèi)表面的底部設(shè)置凸塊，使得直拉單晶在最后階段能得到氧含量相對穩(wěn)定的供給，確保原本氧含量最少的直拉單晶尾部能夠保持強(qiáng)度。

分體式的結(jié)構(gòu)形式，便于取出，清洗和配型。

凸塊主要使用高純石墨材質(zhì)，易于通過機(jī)械加工成設(shè)計的形狀。通過加工使其緊密貼合于石墨坩堝底部。然后開始安裝石英坩堝，并在石英坩堝內(nèi)裝籽料，完畢后開始化料。

在化料過程中，石英坩堝受高溫發(fā)生形變，受本發(fā)明石墨環(huán)的影響，石英坩堝會沿著凸塊，底部形成凹陷，從而使得石英坩堝的內(nèi)表面積增加。

化料完畢后，同樣的投料量，使用本裝置的熔湯，接觸到石英坩堝的面積會比常規(guī)工藝的大，從而使得較多的氧能從石英坩堝進(jìn)入熔湯內(nèi)，達(dá)到增加熔湯內(nèi)氧含量的目的。

輻條狀的凸起使得石英坩堝底部的變形面積逐漸向坩堝邊緣逐漸減小，實現(xiàn)控制氧含量的梯度增加的目的。

輻條狀的凸起漸變減矮的效果能進(jìn)一步優(yōu)化控制氧含量的梯度增加。

盤狀、環(huán)狀、相對石墨坩堝的中軸線中心對稱設(shè)置的凸塊，便于加工，并且變形控制穩(wěn)定，不容易產(chǎn)生變形不充分的問題。

本實用新型的有益效果是能使熔湯接觸到石英坩堝的面積比常規(guī)工藝的大，從而使得較多的氧能從石英坩堝進(jìn)入熔湯內(nèi)，提高單晶中部至尾部的氧含量，確保其機(jī)械強(qiáng)度。

附圖說明

圖1為本實用新型的直拉單晶制造法中增加單晶尾部氧含量的結(jié)構(gòu)化料工序前的狀態(tài)示意圖；

圖2為本實用新型的直拉單晶制造法中增加單晶尾部氧含量的結(jié)構(gòu)化料工序后的狀態(tài)示意圖；

圖3為本實用新型第一種實施例的凸塊俯視示意圖；

圖4為本實用新型第一種實施例的凸塊剖面示意圖；

圖5為本實用新型第二種實施例的凸塊俯視示意圖；

圖6為本實用新型第三種實施例的凸塊俯視示意圖；

圖7為本實用新型第三種實施例的凸塊剖面示意圖；

其中：

1-石墨坩堝 2-石英坩堝 3-凸塊

31-凸起

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型做進(jìn)一步說明。

根據(jù)圖1至圖2所示的一種在直拉單晶制造法中增加單晶尾部氧含量的結(jié)構(gòu)，包括用于制作單晶硅的石墨坩堝1和設(shè)置在石墨坩堝內(nèi)的石英坩堝2，所述石墨坩堝1的內(nèi)表面在與石英坩堝2的接觸面之間設(shè)置凸塊3。所述凸塊3具體設(shè)置于石墨坩堝1內(nèi)表面的底部。所述凸塊3相對石墨坩堝1的中軸線中心對稱設(shè)置。所述凸塊1與石墨坩堝2之間采用分體式的結(jié)構(gòu)形式。所述凸塊3采用高純石墨材質(zhì)制成。

根據(jù)圖3至圖4所示的一種在直拉單晶制造法中增加單晶尾部氧含量的結(jié)構(gòu)第一種實施例，所述凸塊3為環(huán)狀。

根據(jù)圖5所示的一種在直拉單晶制造法中增加單晶尾部氧含量的結(jié)構(gòu)第二種實施例，所述凸塊3為盤狀。

根據(jù)圖6至圖7所示的一種在直拉單晶制造法中增加單晶尾部氧含量的結(jié)構(gòu)第三種實施例，所述凸塊3的四周向石墨坩堝1內(nèi)側(cè)壁延伸有輻條狀的凸起31，所述凸起31的高度隨著從石墨坩堝1底部向石墨坩堝1沿口延伸，逐漸降低至與石墨坩堝1內(nèi)表面齊平。

以上已對本實用新型創(chuàng)造的較佳實施例進(jìn)行了具體說明，但本實用新型創(chuàng)造并不限于所述的實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型創(chuàng)造精神的前提下還可以作出種種的等同的變型或替換，這些等同變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。