[发明专利]一种单晶炉热场加热器组件及单晶炉

说明书

本公开提供一种单晶炉热场加热器组件及单晶炉，该单晶炉热场加热器组件包括：设置于单晶炉热场内的坩埚底部的底部加热器，底部加热器的中部设有通孔，通孔内设有绝缘轴承套，底部加热器通过绝缘轴承套固定于坩埚的坩埚轴上，以使底部加热器在坩埚轴带动下运动；至少一组导向组件，包括导轨和滑动件，导轨设置在底部加热器的侧面，导轨的导向方向与坩埚轴的轴向相同，滑动件连接至底部加热器，滑动件以可移动方式设置在导轨上，滑动件在底部加热器带动下沿导轨运动。本发明的单晶炉热场加热器组件及单晶炉，可改善相关技术中单晶炉热场内坩埚底部保温场不稳定和硅液沉积现象，提高晶棒长晶过程中底部温度场的稳定性，提升晶棒的整体品质。

技术领域

本发明涉及单晶硅生长技术领域，尤其涉及一种单晶炉热场加热器组件及单晶炉。

背景技术

拉制单晶硅时，需要使用单晶炉，在特制石英坩埚中，将多晶硅原料融化，然后使用籽晶拉制单晶硅晶棒。随着半导体硅晶圆品质的不断提高，对拉晶过程中晶棒的晶体缺陷有了更高的管控要求。单晶炉的内部结构形成热场(Hot Zone)，而热场的结构及性能直接影响着晶棒的品质，因此热场的设计至关重要。

对于一个单晶炉来说，加热器的设计是热场设计的核心之一。加热器分为主环形加热器和底部加热器，主加热器设置在坩埚的侧面，底部加热器设置在坩埚的底部，其中主加热器承担着单晶炉的主要热量输出，设置在坩埚的侧面，但底部加热器也有着重要的作用，一方面，底部加热器是在初始化料阶段承担着底部的热量输出，对顺利完成化料有着很重要的作用；另一方面，底部加热器是在后续晶棒(Body)长晶阶段起着保温和防底部硅溶液沉积的作用。

但是，在相关技术中，单晶炉内的底部加热器是固定在底部绝缘毡的上面，通过电极螺栓与底部电极相连。而随着Body长晶过程的进行，石英坩埚中的硅溶液不断减少，硅溶液液面不断下降，为了保证Melt Gap(硅溶液液面到导流筒底部的距离)保持在一定范围内，坩埚轴要托着坩埚及溶液向上移动，而此时底部加热器无法移动，这就使得底部加热器与坩埚的距离越来越大。而随着距离的不断增大，对于坩埚底部的保温严重不足，会出现底部硅溶液的沉积现象，一方面会影响拉晶的进一步进行，另一方面会影响晶棒的尺寸和整体的品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单晶炉热场加热器组件及单晶炉，能够改善相关技术中单晶炉热场内底部加热器因无法与坩埚同步移动而导致后续晶棒长晶过程中坩埚底部保温场不稳定和硅液沉积现象，提高晶棒长晶过程中底部温度场的稳定性，提升晶棒的整体品质。

本发明所带来的技术效果如下：

一种单晶炉热场加热器组件，包括：

设置于单晶炉热场内的坩埚底部的底部加热器，所述底部加热器的中部设有通孔，且所述通孔内设有绝缘轴承套，所述底部加热器通过所述绝缘轴承套固定于所述坩埚的坩埚轴上，以使所述底部加热器在所述坩埚轴带动下运动；

及至少一组导向组件，所述导向组件包括导轨和滑动件，所述导轨设置在所述底部加热器的侧面，所述导轨的导向方向与所述坩埚轴的轴向相同，所述滑动件连接至所述底部加热器，且所述滑动件以可移动方式设置在所述导轨上，所述滑动件在所述底部加热器带动下沿所述导轨运动。

示例性的，所述单晶炉热场加热器组件还包括：用于向所述底部加热器施加电信号的两个电极，所述底部加热器上设有两个电接入端，所述导向组件至少有两组，并分别设置在所述底部加热器的相对两侧，每一所述电接入端通过一组所述导向组件与一个所述电极电连接；其中，一组所述导向组件中，所述导轨与所述滑动件之间电连接，所述滑动件与对应的所述电接入端电连接，所述导轨与对应的所述电极连接。

示例性的，所述导向组件还包括：第一转接头和第二转接头；

所述第一转接头为套环结构，所述第二转接头为板状结构；

所述电接入端与所述第二转接头之间通过所述第一转接头固定连接；