專利名稱：一種提高單晶硅爐晶體生長速度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種提高單晶硅爐晶體生長速度的裝置。
背景技術(shù)：
單晶硅爐主要用于生產(chǎn)硅半導(dǎo)體材料，單晶硅爐包括硅半導(dǎo)體材料生長合成的 爐膛、及旋轉(zhuǎn)硅晶系統(tǒng)和電控自動系統(tǒng)。單晶硅爐的硅籽晶提升結(jié)構(gòu)采用軟軸，軟 軸為鋼絲繩，穿過箱體的傳動軸內(nèi)的花鍵軸上設(shè)有繞絲輪，繞絲輪和軸接在箱體內(nèi) 的壓套輪相交，與兩輪相交點對應(yīng)箱體的壓蓋上設(shè)有帶阻尼套的進線口，鋼絲繩一 端接在繞絲輪上，另端穿過帶阻尼套的進線口連接位于主爐室內(nèi)的重錘，電機通 過減速箱帶動傳動軸轉(zhuǎn)動。重錘則用于提升爐中石英鉗鍋內(nèi)高溫熔化的硅晶并使其 向上逐漸降溫結(jié)晶形成柱狀硅晶體。硅晶體的生長速度很大程度上取決于熔化在爐 膛內(nèi)石英坩堝的硅晶液在被重錘向上提升時硅晶液的降溫結(jié)晶速度，這就要求爐膛 內(nèi)即要保持石英坩堝內(nèi)使硅原料熔化的高溫，又要保持硅晶液在石英坩堝上端的爐 膛內(nèi)使硅晶液受冷結(jié)晶的相對低溫。目前的單晶硅爐不能有效保證爐膛內(nèi)兩種溫度 的互相銜接，從而使晶體生長速度較慢，造成硅晶體生產(chǎn)成本的昂貴。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是設(shè)計一種提高單晶硅爐晶體生長速度的裝置，能有效保證 爐膛內(nèi)兩種溫度的互相銜接，可大幅度提高爐膛內(nèi)晶體生長速度，還有提高硅晶質(zhì) 量，降低制作成本的優(yōu)點。為此，本實用新型采用在石英坩堝上端的爐膛內(nèi)設(shè)有上下 端開口的導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒由導(dǎo)流內(nèi)筒和導(dǎo)流外筒所組成，導(dǎo)流內(nèi)筒呈倒圓錐形，導(dǎo) 流外筒呈圓筒形，導(dǎo)流外筒下周邊向內(nèi)收縮與導(dǎo)流內(nèi)筒外周邊連成一體，導(dǎo)流內(nèi)筒 上周邊與導(dǎo)流外筒上周邊連成一體并卡固在下保溫蓋上，導(dǎo)流內(nèi)筒和導(dǎo)流外筒之間 設(shè)有隔熱材料層。上述結(jié)構(gòu)達到了本實用新型的目的。
本實用新型的優(yōu)點是在石英坩堝上端的爐膛內(nèi)設(shè)有上下端開口的導(dǎo)流筒，導(dǎo)流 筒由導(dǎo)流筒內(nèi)筒和導(dǎo)流外筒所組成，能有效保證爐膛內(nèi)兩種溫度的互相銜接，使導(dǎo) 流筒內(nèi)外的溫差變大，從而使硅酸液更容易形成固體，可大幅度提高爐膛內(nèi)晶體生
K速度，提高爐膛內(nèi)晶體生長速度30%。還有提高硅晶質(zhì)量，使產(chǎn)品正品率達到 99.9%，降低制作成本30%。且結(jié)構(gòu)簡單，制作使用成本低，維修和使用簡便效果好。

圖是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖 具體實施方案
如圖所示，本實用新型的改進部分主要集中在石英坩堝7上端設(shè)置的導(dǎo)流筒， 其余部位為傳統(tǒng)技術(shù)，故不再累述。即在爐體下端設(shè)由電機帶動的石墨堝桿13，石
墨堝桿上端設(shè)有石墨堝托12，石墨堝8下端位于石墨堝托上端，石英坩堝7位于石墨 堝內(nèi)。石墨堝桿側(cè)邊的爐體內(nèi)依次設(shè)有爐底壓片16、爐底護盤15、石墨電極14、保 溫層11和保溫筒10。保溫層上端的爐體內(nèi)壁上設(shè)有保溫蓋3。石墨電極上端設(shè)有加 熱器9，加熱器為環(huán)形加熱器，用于包裹石墨堝，對石英坩堝內(nèi)的硅料進行高溫加執(zhí)。
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一種提高單晶硅爐晶體生長速度的裝置，主要由爐體l、爐膛2、石墨堝、石英 坩堝、石墨堝桿和保溫層所組成。在石英坩堝上端的爐聘內(nèi)設(shè)有上下端開口的導(dǎo)流 筒，導(dǎo)流筒由導(dǎo)流內(nèi)筒4和導(dǎo)流外筒6所組成。導(dǎo)流內(nèi)筒呈倒圓錐形。導(dǎo)流外筒呈圓 筒形。導(dǎo)流外筒下周邊向內(nèi)收縮與導(dǎo)流內(nèi)筒外周邊連成一體。導(dǎo)流內(nèi)筒上周邊與導(dǎo) 流外筒上周邊連成一體并卡固在保溫蓋上，導(dǎo)流內(nèi)筒和導(dǎo)流外筒之間設(shè)有隔熱材料 層5。隔熱材料層為礦渣棉或石棉層。導(dǎo)流內(nèi)筒和導(dǎo)流外筒用耐火材料制成。
所述的導(dǎo)流筒上端開口內(nèi)徑與下端開口內(nèi)徑的長度比為l: 0.5-0.8。使導(dǎo)流 內(nèi)筒呈倒圓錐形，這樣使導(dǎo)流筒內(nèi)上下溫差變大，從而是硅溶液更容易形成固體， 提高了硅晶體的生長速度。
所述的導(dǎo)流筒下端開口外徑與石英坩堝上端開口內(nèi)徑的長度比為l: 1.2-1.5。 從而使導(dǎo)流筒下端除留出供硅晶體提升的下端開口外，其余部位如同蓋一樣封閉石 英坩堝上端開口，能有效保持石英坩堝內(nèi)的高溫，節(jié)省能源。
總之，本實用新型能有效保證爐膛內(nèi)兩種溫度的互相銜接，可大幅度提高爐膛 內(nèi)晶體生長速度，還有提高硅晶質(zhì)量，降低制作成本的優(yōu)點。
權(quán)利要求1、一種提高單晶硅爐晶體生長速度的裝置，主要由爐體、爐膛、石墨堝、石英坩堝、石墨堝桿和保溫層所組成，其特征在于在石英坩堝上端的爐膛內(nèi)設(shè)有上下端開口的導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒由導(dǎo)流內(nèi)筒和導(dǎo)流外筒所組成，導(dǎo)流內(nèi)筒呈倒圓錐形，導(dǎo)流外筒呈圓筒形，導(dǎo)流外筒下周邊向內(nèi)收縮與導(dǎo)流內(nèi)筒外周邊連成一體，導(dǎo)流內(nèi)筒上周邊與導(dǎo)流外筒上周邊連成一體并卡固在下保溫蓋上，導(dǎo)流內(nèi)筒和導(dǎo)流外筒之間設(shè)有隔熱材料層。
2、 按權(quán)利要求l所述的一種提高單晶硅爐晶體生長速度的裝置，其特征在于: 所述的導(dǎo)流筒上端開口內(nèi)徑與下端開口內(nèi)徑的長度比為l: 0.5-0.8。
3、 按權(quán)利要求l所述的一種提高單晶硅爐晶體生長速度的裝置，其特征在于 所述的導(dǎo)流筒下端開口外徑與石英坩堝上端開口內(nèi)徑的長度比為l: 1.2-1.5。
專利摘要本實用新型屬于一種提高單晶硅爐晶體生長速度的裝置，采用在石英坩堝上端的爐膛內(nèi)設(shè)有上下端開口的導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒由導(dǎo)流內(nèi)筒和導(dǎo)流外筒所組成，導(dǎo)流內(nèi)筒呈倒圓錐形，導(dǎo)流外筒呈圓筒形，導(dǎo)流外筒下周邊向內(nèi)收縮與導(dǎo)流內(nèi)筒外周邊連成一體，導(dǎo)流內(nèi)筒上周邊與導(dǎo)流外筒上周邊連成一體并卡固在下保溫蓋上，導(dǎo)流內(nèi)筒和導(dǎo)流外筒之間設(shè)有隔熱材料層。本實用新型能有效保證爐膛內(nèi)兩種溫度的互相銜接，可大幅度提高爐膛內(nèi)晶體生長速度，還有提高硅晶質(zhì)量，降低制作成本的優(yōu)點。
文檔編號C30B15/00GK201224778SQ200820109320
公開日2009年4月22日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者劉旭峰, 朱仁德 申請人:北京天能運通晶體技術(shù)有限公司