[实用新型]一种应用在单晶炉中的热屏装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体单晶材料制备领域，尤其是涉及一种应用在单晶炉中的热屏装置。

背景技术

N型高电阻率<111>晶向硅单晶广泛应用于各种功率器件，由于其掺杂元素磷的分凝系数小，<111>晶向的硅单晶在拉制过程中容易出现小平面效应，使所拉制单晶的电阻径向电阻率均匀性变差，出现电阻率中心低，边缘高的现象。这样的硅片在进行化学腐蚀和机械抛光时，硅片各部分的腐蚀速率会出现差异，从而影响所制作器件的性能和质量，降低器件成品率。

<111>小平面出现在何处通常与单晶生长界面的形状有关。当界面是凹形时，小平面出现在硅片的边缘，而当界面是凸形的时候则出现在硅片的中间。若小平面是出现的硅片中央，则硅片中心处的电阻率值较低，硅片电阻率均匀性很差。决定生长界面形状的因素很多，但熔硅的热对流对界面形状有直接影响，热对流倾向于使生长界面凸向硅熔体，使小平面出现在硅片中央，而通过晶体转动产生的强迫对流则倾向于使生长界面凹向熔体，使小平面出现在硅片边缘，从而改变N型<111>高电阻率单晶的电阻率径向均匀性。

高晶转拉晶工艺中的晶转速度是一个重要的参数；晶转速度较低时，起不到改善电阻率均匀性的作用；晶转速度过高，又会在拉晶过程中产生诸如晶体摆动等一系列的问题。实验表明通常晶转速度在22～25rpm时可获得较好的效果。

在CG6000型单晶炉上采用常规14英寸系统拉制4英寸<111>晶向单晶，使用高晶转拉晶时单晶自动引晶、放肩、等径都较为顺利，但当单晶生长到100mm长时，开始出现过冷生长趋势，单晶生长到250mm长时则发生扭曲，生长到600mm长时扭曲变形已经很严重，影响了单晶的成品率。其原因主要是由于热系统功率较高，造成单晶散热不好，生长界面的温度梯度较小。另外为保证单晶电阻率的径向均匀性，晶体转速通常要达到22rpm以上，造成固液交界面过分凹向熔体，也是一个重要原因。

实用新型内容

本实用新型提供一种应用在单晶炉中的热屏装置，用以解决现有技术中晶体生长过程中产生扭曲变形，影响晶体质量和成品率的问题。

为达上述目的，本实用新型提供一种应用在单晶炉中的热屏装置，所述热屏装置包括：

支架，设置在单晶炉的保温罩上方；

第一导流筒，形状为圆台的中空结构，所述第一导流筒的下底面向外延伸有第一安装边，上底面向内延伸有第一卡滞沿；所述第一安装边与所述支架配合；

第二导流筒，形状为圆台的中空结构，所述第二导流筒的下底面向外延伸有第二安装边，上底面向内延伸有第二卡滞沿；所述第二安装边与所述第一卡滞沿配合；

第三导流筒，形状为圆台的中空结构，所述第三导流筒的下底面向外延伸有第三安装边；所述第三安装边与所述第二卡滞沿配合。

进一步，所述支架包括支撑筒和上盖板，所述支撑筒设置在单晶炉的保温罩上方，所述上盖板设置在支撑筒上方。

进一步，所述上盖板上设置有凹槽，所述第一导流筒的第一卡滞沿安装在所述凹槽内。

进一步，所述支架、第一导流筒、第二导流筒、第三导流筒均由石墨制成。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型应用在单晶炉中的热屏装置，具有保温和气体导流的双重作用，加大了生长界面的温度梯度和晶体散热速度，可有效解决晶体生长过程中产生的扭曲变形情况，改善晶体质量和成品率；同时由于热屏的引入可有效降低化料及拉晶时的功率，节约能耗；并且具有操作简便、安装方便快捷的优点。

附图说明

图1为现有未安装热屏装置的单晶炉的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种热屏装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一种安装有热屏装置的单晶炉的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一种热屏装置的第一导流筒的主视图；

图5是图4的俯视图；

图6是本实用新型实施例一种热屏装置的第二导流筒的主视图；

图7是图6的俯视图；

图8是本实用新型实施例一种热屏装置的第三导流筒的主视图；

图9是图8的俯视图；

图10是本实用新型实施例一种热屏装置的支撑筒的主视图；

图11是图10的俯视图；

图12是本实用新型实施例一种热屏装置的上盖板的主视图；

图13是图12的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。