[发明专利]一种拉晶炉

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种拉晶炉。

背景技术

晶棒是用于制造许多电子元件的原硅料，所述晶棒通常是采用拉晶炉制成。图1a为现有的拉晶炉的结构示意图，如图1a所示，所述拉晶炉包括：一用于装纳熔融硅料的坩埚11、一用于夹持籽晶13的籽晶夹头12、一用于减少所述熔融硅料的热量损失的热屏14。

以下参考图1a‐图1c所示的拉晶炉在长晶过程中的结构示意图，解释说明采用现有的拉晶炉生长晶棒的过程。

首先，参考图1a所示，所述籽晶夹头12夹持籽晶13并以朝向所述坩埚11的方向向下移动，使所述籽晶13与熔融硅料接触。

接着，参考图1b和1c所示，将所述籽晶13向上拉起以形成晶棒，所述晶棒的形成过程包括：引晶生长(Neck Growth)、晶冠生长(Grown Growth)、晶体生长(Body Growth)以及尾部生长(Tail Growth)。其中，图1b示出了生长引晶和晶冠的结构示意图，所述晶冠为锥形结构；图1c示出了生长晶体的结构示意图，所述晶体为柱状结构。

然而，发明人在对所形成的晶棒进行品质检测时，常常会发现在紧邻晶冠部分的晶体(图1c中虚线框所示的区域)不符合品质要求，而不得不舍弃该部分晶体，进而造成了大量的资源及加工成本的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉晶炉，以解决现有的拉晶炉在形成晶棒时，靠近晶冠处的初始形成的晶体质量较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种拉晶炉，包括：

一坩埚，所述坩埚用于装纳熔融硅料；

一籽晶夹头，所述籽晶夹头用于夹持用来生长晶棒的籽晶，所述籽晶夹头可于所述坩埚的上方上下移动；

一热屏，所述热屏位于所述坩埚上方并具有一开口，在长晶工艺过程中所述籽晶向下移动并经由所述开口与所述坩埚中的熔融硅料接触，以及所形成的晶棒经由所述开口拉出；

其中，所述籽晶夹头在垂直于其移动方向上的最大截面尺寸为所形成的晶棒于同一方向上的最大截面尺寸的0.8～1.2倍。

可选的，所述籽晶夹头包括一第一部件以及一可拆卸连接于所述第一部件上的第二部件，所述第一部件和第二部件共同限制一用于夹持所述籽晶的夹持空间。

可选的，所述第一部件和第二部件以沿着所述籽晶夹头的移动方向连接，所述第二部件连接于所述第一部件的下方。

可选的，所述第二部件上具有一贯穿所述第二部件的通孔，所述籽晶通过所述通孔延伸出。

可选的，所述第二部件靠近所述第一部件的一侧上还具有一凹槽，所述凹槽与所述通孔连通，所述第一部件靠近所述第二部件的端面和所述第二部件上的凹槽以及通孔组合形成所述夹持空间。

可选的，所述第一部件靠近所述第二部件的一侧上具有一凹槽，所述凹槽和所述通孔组合形成所述夹持空间。

可选的，所述第一部件和所述第二部件通过螺纹连接。

可选的，所述第一部件在其与所述第二部件的连接处设置有内螺纹，所述第二部件在其与所述第一部件的连接处设置有外螺纹。

可选的，所述籽晶的一端具有一位于所述籽晶夹头内的夹持部件，所述籽晶的另一端从所述籽晶夹头中延伸出以用于和所述坩埚中的熔融硅料接触。

可选的，所述籽晶的夹持部件为T型或I型结构。

可选的，所形成的晶棒包括引晶、晶冠、晶体以及尾部，所述晶体为圆柱体结构。

可选的，所述籽晶夹头在垂直于其移动方向上具有最大截面尺寸的截面形状为圆形。

可选的，所述拉晶炉还包括一拉晶单元，所述拉晶单元设置于所述坩埚上方并连接所述籽晶夹头，用于控制所述籽晶夹头的上下移动。

可选的，所述拉晶单元包括一提拉线以及一控制所述提拉线上升下降的驱动机构，所述提拉线连接所述籽晶夹头。

可选的，所述拉晶炉还包括一加热器，所述加热器围绕所述坩埚设置。

可选的，所述拉晶炉还包括一惰性气体供应系统，所述惰性气体供应系统用于向拉晶炉的炉内通入惰性气体。

可选的，所述惰性气体为氩气。

可选的，所述拉晶炉采用磁场直拉法形成所述晶棒。