一種用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，特別之處是，它包括第一高壓桶和位于第一高壓桶內(nèi)的載料舟，所述第一高壓桶外廓為圓柱形，其內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，第一高壓桶的頂部封閉、底部為通透的環(huán)形平面，在第一高壓桶底部均勻分布?xì)怏w通道。本實(shí)用新型使用時(shí)，各高壓筒底部全部浸入熔硅中，氣體通道部分露出熔硅表面，使揮發(fā)器裝置內(nèi)的氣體有均勻配置的溢出口，防止揮發(fā)器與熔硅接觸時(shí)，因揮發(fā)器內(nèi)砷合金揮發(fā)時(shí)的氣壓升高造成揮發(fā)器抖動(dòng)過(guò)激造成事故，有效解決了因氣體空間的劇烈變化而產(chǎn)生的摻雜效率低的問(wèn)題。采用本實(shí)用新型的有益效果是：明顯減少了耗材用量，提高了雜質(zhì)利用效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種硅單晶生產(chǎn)所用的裝置，特別是用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，屬于半導(dǎo)體材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體材料單晶硅的生產(chǎn)是在單晶爐中拉制出來(lái)的，目前，通用的生產(chǎn)工序是:清爐-向石英鍋中投料-關(guān)閉爐門(mén)、升溫熔料-摻入影響產(chǎn)品電性參數(shù)的雜質(zhì)-拉制單晶硅棒-冷卻、開(kāi)爐、取單晶硅棒。這是一套沿用多年的成熟工藝，常用的摻雜劑包括砷和銻?，F(xiàn)有摻雜砷工藝所采用的重?fù)缴殡s質(zhì)裝置，包括鐘形的外罩和載料舟，外罩的底端為非平面，外罩底部?jī)H設(shè)置一個(gè)氣體通道，工作狀態(tài)下外罩的底端部分浸入熔硅中。該裝置由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺陷，在使用時(shí)存有以下問(wèn)題:外罩底部部分浸入熔硅中，與熔硅液面有較大縫隙，由于砷在低壓高溫下的揮發(fā)速度較快，氣體空間的劇烈變化容易產(chǎn)生摻入效率低的問(wèn)題，雜質(zhì)摻入效率往往只有15%~20%，需大劑量摻雜或多次摻雜，造成了摻雜過(guò)程中的雜質(zhì)消耗大；多次摻雜影響正常生產(chǎn)過(guò)程，造成生產(chǎn)成本偏高；汽化熱比較大，從汽化初的劇烈膨脹到汽化完畢體積變化大，極易造成倒吸事故。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種可明顯提高耗材利用率、降低生產(chǎn)成本的用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置。
[0004]本實(shí)用新型所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，特別之處是，它包括第一高壓桶和位于第一高壓桶內(nèi)的載料舟，所述第一高壓桶外廓為圓柱形，其內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，第一高壓桶的頂部封閉、底部為通透的環(huán)形平面，在第一高壓桶底部均勻分布?xì)怏w通道。
[0006]上述用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，所述第一高壓桶下部外側(cè)套裝第二高壓桶，在第二高壓桶外側(cè)套裝第三高壓桶，第二、第三高壓桶均為圓柱形，第二、第三高壓桶的頂部封閉，底部為通透的、與第一高壓桶位于同一平面的環(huán)形平面，在第二、第三高壓桶底部分別均勻分布?xì)怏w通道。
[0007]上述用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，設(shè)置在各高壓桶上的氣體通道分別為4-8個(gè)，位于不同高壓桶上的氣體通道不在同一直徑上。
[0008]上述用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，所述各氣體通道的高度為8-12毫米，氣體通道的寬度為4-8毫米。
[0009]上述用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，所述第一高壓桶頂部設(shè)有梯形桶系，桶系的中部設(shè)有連接孔，連接孔與鋼絲繩連接。
[0010]上述用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，所述第一高壓桶內(nèi)設(shè)有掛臺(tái)，掛臺(tái)處設(shè)有掛槽，所述載料舟上對(duì)稱(chēng)設(shè)置舟耳，舟耳與掛槽匹配掛合。 [0011]本實(shí)用新型針對(duì)解決普通重?fù)缴殡s質(zhì)裝置因結(jié)構(gòu)缺陷導(dǎo)致砷雜質(zhì)有效利用率低的問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種可提高砷雜質(zhì)有效利用率的重?fù)缴殡s質(zhì)揮發(fā)器裝置。所述揮發(fā)器裝置包括第一高壓桶和位于第一高壓桶內(nèi)的載料舟，在第一高壓桶下部外側(cè)依次設(shè)有第二高壓桶和第三高壓桶，第一、第二、第三高壓桶的底部均為環(huán)形平面，上述各高壓筒的下部設(shè)有數(shù)個(gè)氣體通道。本實(shí)用新型使用時(shí)，各高壓筒底部全部浸入熔硅中，氣體通道部分露出熔硅表面，使揮發(fā)器裝置內(nèi)的氣體有均勻配置的溢出口，防止揮發(fā)器與熔硅接觸時(shí)，因揮發(fā)器內(nèi)砷合金揮發(fā)時(shí)的氣壓升高造成揮發(fā)器抖動(dòng)過(guò)激造成事故，有效解決了因氣體空間的劇烈變化而產(chǎn)生的摻雜效率低的問(wèn)題。采用本實(shí)用新型的有益效果是:明顯減少了耗材用量，提高了雜質(zhì)利用效率。試驗(yàn)表明，采用該裝置摻入雜質(zhì)與傳統(tǒng)工藝相比，雜質(zhì)摻入效率由15%~20%提高至75%~85%。此外，本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是圖1的A-A剖視圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型使用狀態(tài)示意圖。
[0016]圖中各標(biāo)號(hào)清單為:1、鋼絲繩，2、連接孔，3、桶系，4、第一高壓桶，5、掛臺(tái)，5-1、掛槽，6、載料舟，6-1、舟耳，7、第二高壓桶，8、第三高壓桶，9、氣體通道，10、石英鍋。 【具體實(shí)施方式】
[0017]參看圖1、圖2，本實(shí)用新型包括第一高壓桶4和位于第一高壓桶內(nèi)的載料舟6。第一高壓桶外廓為圓柱形，其內(nèi)為中空結(jié)構(gòu)，其頂部封閉、底部為通透的環(huán)形平面，第一高壓桶內(nèi)設(shè)有懸掛載料舟的掛臺(tái)5，掛臺(tái)上設(shè)有掛槽5-1。所述載料舟6的外廓也是圓柱形，載料舟為中空結(jié)構(gòu)，其頂部通透，底部封閉，載料舟內(nèi)盛裝有待摻雜的砷，載料舟6上對(duì)稱(chēng)設(shè)置舟耳6-1，舟耳與掛槽匹配掛合。在第一高壓桶底部均勻分布數(shù)個(gè)氣體通道9。
[0018]仍參看圖1、圖2，第一高壓桶為主高壓桶，第一高壓桶下部外側(cè)套裝第二高壓桶7，在第二高壓桶外側(cè)套裝第三高壓桶8，第二、第三高壓桶為副高壓桶。第二、第三高壓桶均為圓柱形，第二、第三高壓桶的頂部封閉，底部為通透的環(huán)形平面，第一高壓桶4、第二高壓桶7、第三高壓桶8的底端面位于同一平面。在第二、第三高壓桶底部分別均勻分布?xì)怏w通道9。設(shè)置在各高壓桶上的氣體通道9分別為4-8個(gè)，位于不同高壓桶上的氣體通道不設(shè)置在同一直徑上。各氣體通道9的高度為8-12毫米，氣體通道的寬度為4-8毫米。設(shè)置三個(gè)高壓桶和各高壓桶上均布的氣體通道，是本實(shí)用新型的改進(jìn)要點(diǎn)，其作用是為了使揮發(fā)器裝置內(nèi)的氣體有均勻設(shè)置的溢出口，氣體由各氣體通道平穩(wěn)溢出，防止揮發(fā)器與熔硅接觸時(shí)，因揮發(fā)器內(nèi)砷合金揮發(fā)時(shí)的氣壓升高造成揮發(fā)器裝置抖動(dòng)過(guò)激導(dǎo)致事故，有效解決因氣體空間的劇烈變化而產(chǎn)生的低摻雜效率問(wèn)題。
[0019]仍參看圖1、圖2，在第一高壓桶4頂部設(shè)有梯形桶系3，桶系中部設(shè)有連接孔2，連接孔與鋼絲繩I連接，鋼絲繩將所述揮發(fā)器裝置懸吊在單晶爐內(nèi)。
[0020]參看圖3，本實(shí)用新型使用時(shí)，當(dāng)石英鍋10中的多晶硅料熔完后，將載有雜質(zhì)砷的揮發(fā)器裝置放進(jìn)單晶爐副室內(nèi)部，揮發(fā)器裝置由單晶爐副室內(nèi)下降直至與石英鍋內(nèi)的熔硅接觸，各高壓桶底部浸入熔硅中，氣體通道9在高度方向上浸入熔硅中約二分之一。砷摻雜完畢取出揮發(fā)器裝置，即可開(kāi)始拉晶。
【權(quán)利要求】
1.一種用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，其特征在于，它包括第一高壓桶(4)和位于第一高壓桶內(nèi)的載料舟(6)，所述第一高壓桶外廓為圓柱形，其內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，第一高壓桶的頂部封閉、底部為通透的環(huán)形平面，在第一高壓桶底部均勻分布?xì)怏w通道(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，其特征在于，所述第一高壓桶下部外側(cè)套裝第二高壓桶(7)，在第二高壓桶外側(cè)套裝第三高壓桶(8)，第二、第三高壓桶均為圓柱形，第二、第三高壓桶的頂部封閉，底部為通透的、與第一高壓桶位于同一平面的環(huán)形平面，在第二、第三高壓桶底部分別均勻分布?xì)怏w通道(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，其特征在于，設(shè)置在各高壓桶上的氣體通道(9)分別為4-8個(gè)，位于不同高壓桶上的氣體通道不在同一直徑上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，其特征在于，所述各氣體通道(9)的高度為8-12毫米，氣體通道的寬度為4-8毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，其特征在于，所述第一高壓桶(4)頂部設(shè)有梯形桶系，桶系(3)的中部設(shè)有連接孔(2)，連接孔與鋼絲繩(I)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于單晶爐重?fù)缴殡s質(zhì)的揮發(fā)器裝置，其特征在于，所述第一高壓桶內(nèi)設(shè)有掛臺(tái)(5)，掛臺(tái)處設(shè)有掛槽(5-1)，所述載料舟(6)上對(duì)稱(chēng)設(shè)置舟耳(6-1)，舟耳與掛槽匹配掛合。
【文檔編號(hào)】C30B29/06GK203474956SQ201320535991
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】張學(xué)強(qiáng), 黃永恩, 范全東 申請(qǐng)人:寧晉賽美港龍電子材料有限公司