[发明专利]一种单晶炉的组合套筒及单晶炉

说明书

本发明提供一种单晶炉的组合套筒及单晶炉，所述组合套筒包括：内筒、外筒、环形底盘和套管，所述内筒呈倒锥形，所述内筒的上端与所述外筒的上端连接，所述外筒的下端与所述环形底盘的外缘部密封连接，所述内筒的下端与所述环形底盘的上表面固定连接，所述套管穿设固定于所述环形底盘的环口内。根据本发明实施例的组合套筒，在保持硅熔液固、液气三相交界点稳定的前提下，保证惰性气体有序稳定地从硅熔液表面掠过，在带走一氧化硅气体的同时，可以使硅熔液部分热量向晶棒表面传输，减小了晶棒下端的边缘轴向温度差以及边缘轴向温度差与中心轴向温度差的差值，使其接近于理想值，使得晶棒快速度过缺陷形核长大的温度区间，最终制得高品质的晶棒。

技术领域

本发明涉及晶棒制备技术领域，具体涉及一种单晶炉的组合套筒及单晶炉。

背景技术

随着微电子产业制程的不断提高，对硅晶圆材料的品质有了更高的要求，而好的品质意味着要管控好晶棒中的晶体缺陷。晶棒中的晶体缺陷主要分为两大类，一类是由过饱和的间隙聚集而成的缺陷，这类缺陷不会影响MOS元器件栅极氧化物完整性(gate oxideintegrity，简称GOI)；另一类是由空位聚集而成的缺陷，这类生长缺陷与GOI的良率有很大关系，常见的空位缺陷有COPs(crystal originated particles)、FPD(flow patterndefects)、LSTDs(laser scattering tomography defects)等。这些缺陷的生成与晶棒的轴向温度差G有关，而轴向温度差G可以根据热场的设计进行调节。

热场中关于导流筒的设计至关重要，其直接影响了晶棒轴向温度差G和晶棒边缘处的轴向温度差与晶棒中心处的轴向温度差的差值ΔG的大小，进而影响晶棒中的缺陷类型和分布。在拉晶过程中由于现有导流筒的局限性，导致液面大量热量传输到晶棒表面，这导致晶棒边缘区域的轴向温度变小，而晶棒中心区域的轴向温度差基本不变；进而使得ΔG增大，根据V/G理论，此时空位缺陷会集聚生长，这将减小无缺陷生长的区域，不利于晶棒的无缺陷生长。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种单晶炉的组合套筒及单晶炉，能够解决现有技术中的导流筒结构无法很好地调节晶棒轴向温度差和晶棒边缘处的轴向温度差与晶棒中心处的轴向温度差的差值，不利于晶棒的无缺陷生长的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面实施例提供了一种单晶炉的组合套筒，包括：内筒、外筒、环形底盘和套管，所述内筒呈倒锥形，所述内筒的上端与所述外筒的上端连接，所述外筒的下端与所述环形底盘的外缘部密封连接，所述内筒的下端与所述环形底盘的上表面固定连接，所述套管穿设固定于所述环形底盘的环口内。

可选的，所述内筒和所述外筒的材质为石墨材料。

可选的，所述环形底盘的材质为金属钼。

可选的，所述套管的材质为石英材质。

可选的，所述内筒、所述外筒和所述环形底盘之间围合形成的空腔内设置有第一填充体和第二填充体，所述第一填充体位于所述第二填充体的上方，所述第一填充体采用导热材料制成，所述第二填充体采用隔热材料制成。

可选的，所述套管呈空心圆柱状，所述套管的外壁上形成有第一凸环，所述第一凸环密封搭设于所述环形底盘的上表面。

可选的，所述套管的下端部伸出于所述环形底盘的底部，且所述下端部设有水平向外延伸的第二凸环。

可选的，所述环形底盘的外缘部形成有第一螺纹，所述外筒的下端形成有第二螺纹，所述环形底盘和所述外筒通过所述第一螺纹和所述第二螺纹实现螺纹配合连接。

本发明另一方面实施例还提供了一种单晶炉，包括如上所述的组合套筒。

本发明上述技术方案的有益效果如下：