[发明专利]一种硅单晶生长的热场

说明书

技术领域

本发明属于半导体材料制备技术领域，涉及一种硅单晶生长的热场。

背景技术

硅单晶是制造集成电路和太阳能电池的主要原料，硅单晶的制备(生长) 是将块状多晶原材料放入真空工作室中的坩埚内，通过加热器加热将多晶原 材料熔化，然后，通过籽晶引导，生长成理想的硅单晶，同时从真空工作室 上部充入工艺气体，并由工作室底部抽出排放，满足生长工艺要求。但硅单 晶生长过程中产生的大量挥发物，沾附于系统关键零件加热器、坩埚和内保 温筒上，并对真空工作室造成污染，严重影响了工作室中各部件的使用寿命， 同时影响到硅单晶的品质。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅单晶生长的热场，能将硅单晶生长过程中产 生的大量挥发物直接排出真空工作室，减小了对加热器、坩埚和内保温筒的 污染，提高各工作部件的使用寿命，并有利于生长出高品质的硅单晶。

本发明所采用的技术方案是，一种硅单晶生长的热场，包括工作室，工 作室侧壁下部设置有通孔，工作室的顶部设置有进气口，该进气口与外部的 气体输送装置相通，工作室内的底部设置有保温底板，工作室内、保温底板 的上表面固接有圆筒形的外保温筒，外保温筒侧壁的下部设置有通孔，外保 温筒内、保温底板的上表面还设置有圆筒形的内保温筒，内保温筒的侧壁与 外保温筒的侧壁之间留有间隙，外保温筒侧壁下部的通孔内设置有抽气口， 抽气口的一端与间隙相通，抽气口的另一端从工作室侧壁下部的通孔中伸出 并与外部的抽气装置相通，工作室的底部竖直设置有电极，电极的上端穿过 保温底板伸入内保温筒内并与圆筒形的加热器固定连接，电极的下端伸出工 作室的底部并与电源相连接，工作室的底部还竖直设置有坩埚杆，坩埚杆的 下端伸出工作室的底部，坩埚杆的上端伸入加热器内并与坩埚固接，坩埚位 于加热器内，外保温筒的顶面设置有保温板，保温板上开有通孔，保温板与 内保温筒顶面之间设置有空隙，空隙、间隙和抽气口相通，保温板上固接有 中空的倒圆台形的导流筒，导流筒的下端通过保温板上的通孔伸入坩埚内。

本发明热场用于硅单晶和锗单晶的生长装置，采用双层保温筒和导流筒 结构，控制工艺气体绕过加热器流动，避免了工艺气体中携带的大量挥发物 沉积于加热器、坩埚和内保温筒上，延长了工作室中各部件的使用寿命，同 时为生长出高品质的硅单晶提供了条件。

附图说明

图1是本发明热场的结构示意图。

图中，1.保温底板，2.抽气口，3.内保温筒，4.外保温筒，5.间隙，6.导 流筒，7.空隙，8.保温板，9.工作室，10.坩埚，11.加热器，12.电极，13.硅单 晶棒，14.多晶硅熔融液，15.坩埚杆，A.工艺气体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明热场的结构，如图1所示。包括中空的工作室9，工作室9的侧 壁下部对称设置有两个通孔，工作室9的顶部设置有进气口，该进气口与外 部的气体输送装置相通，工作室9内设置有保温底板1，保温底板1固接于 工作室9的底部。工作室9内、保温底板1的上表面固接有圆筒形的外保温 筒4，外保温筒4侧壁的下部对称设置有两个通孔，该两个通孔与工作室9 侧壁下部的两通孔相通，外保温筒4内、保温底板1的上表面还设置有圆筒 形的内保温筒3，内保温筒3顶面的位置低于外保温筒4顶面的位置，内保 温筒3的侧壁与外保温筒4的侧壁之间留有间隙5。外保温筒4侧壁下部的 两个通孔内分别设置有抽气口2，抽气口2的一端与间隙5相通，另一端从 工作室9侧壁下部的通孔中伸出并与外部抽气装置相通。工作室9的底部竖 直设置有两根电极12，电极12的下端伸出工作室9的底部并与电源相连接， 电极12的上端穿过保温底板1伸入内保温筒3内。工作室9的底部还竖直 设置有坩埚杆15，坩埚杆15的下端伸出工作室9的底部，坩埚杆15的上端 伸入内保温筒3内并固接有坩埚10，内保温筒3的侧壁与坩埚10之间设置 有圆筒形的加热器11，加热器11的下端与电极12固定连接。外保温筒4的 顶面设置有保温板8，保温板8上开有通孔，保温板8与内保温筒3顶面之 间设置有空隙7，空隙7、间隙5和抽气口2相通。保温板8上竖直固接有 中空的倒圆台形的导流筒6，导流筒6的上端面与保温板8的上表面平齐， 导流筒6的下端通过保温板8上的通孔伸入坩埚10内。

本发明热场的工作过程：