[发明专利]一种定向凝固法准单晶硅生长炉及准单晶硅的生长方法

权利要求书

1.一种定向凝固法准单晶硅生长炉，包括石英坩埚（4）、石墨坩埚（3）、碳碳复合材料顶部盖板（6）和DS块（2），其特征在于，所述DS块（2）与所述石墨坩埚（3）底面贴合，所述DS块（2）上开有若干氩气冷却通孔（12），所述DS块（2）与所述石墨坩埚（3）贴合的一面上开有氩气流道（13），所述氩气流道（13）与所述各个氩气冷却通孔（12）连通，所述DS块（2）的另一面上安装有氩气冷却进口管（1），所述氩气冷却进口管（1）与所述氩气冷却通孔（12）配合连接；所述石英坩埚（4）底部开有若干籽晶凹槽（11），所述籽晶凹槽（11）的中心轴线与所述氩气冷却通孔（12）的中心轴线共线。

2.根据权利要求1所述的一种定向凝固法准单晶硅生长炉，其特征在于，所述籽晶凹槽（11）沿所述石英坩埚（4）的中心轴线对称分布在所述石英坩埚（4）底部。

3.根据权利要求1所述的一种定向凝固法准单晶硅生长炉，其特征在于，所述氩气冷却通孔（12）的形状、大小与所述石英坩埚（4）底部的籽晶凹槽（11）保持一致。

4.根据权利要求1或2所述的一种定向凝固法准单晶硅生长炉，其特征在于，所述石墨坩埚（3）的开口边缘开有若干凹槽，所述碳碳复合材料顶部盖板（6）和所述凹槽共同构成石墨坩埚顶部侧排气口（9）

根据权利要求1或2所述的一种定向凝固法准单晶硅生长炉，其特征在于，所述籽晶凹槽（11）的形状为圆形或三角形或多边形。

5.根据权利要求1或2所述的一种定向凝固法准单晶硅生长炉，其特征在于，所述DS块（2）与所述石墨坩埚（3）贴合的一面上开设的氩气流道（13）的横截面形状为三角形或多边形或弧形。

6.一种利用定向凝固法准单晶硅生长炉进行准单晶硅生长的方法，包括如下步骤：

A 在多晶硅熔料阶段，氩气冷却进口管（1）通入氩气，氩气流量为20-100 slm，通过DS块氩气冷却通孔（12）对籽晶凹槽（11）内的籽晶（10）进行冷却，将籽晶（10）顶部熔融，并避免将籽晶（10）全部熔掉；

B 在晶体硅生长初期，继续向底部氩气冷却进口管（1）通入氩气，氩气流量为20-100 slm，提升侧壁隔热笼进行降温的同时，降低加热器功率，各个籽晶（10）会慢慢长大并最终熔合为一个单晶硅，此阶段控制各个底部氩气冷却进口管（1）的氩气流量，氩气流量为20-100 slm，使固液界面尽量保持水平并略凸；

C 在晶体硅生长和收尾阶段，通过控制各个底部氩气冷却进口管（1）的氩气流量，氩气流量为20-100 slm，使固液界面尽量保持水平并略凸，最终使晶体中心部位先透顶，边缘最后结晶。