[发明专利]一种负压式硅片制作设备及其控制方法

权利要求书

1.一种负压式硅片制作设备，包括炉体(15)，所述炉体(15)内设有用于盛放硅液(10)的坩埚(9)，所述坩埚(9)的外侧周围设有加热器(8)，所述坩埚(9)的上方设有硅片提取单元(16)，其特征在于，所述硅片提取单元(16)包括可一起上下移动的冷却腔(161)和扩容减压室(5)，所述冷却腔(161)伸入到扩容减压室(5)中，所述扩容减压室(5)的上端封闭，下端开口并在开口处设有耐温挂件(163)，所述耐温挂件(163)围绕在冷却腔(161)的周围并伸出冷却腔(161)的底部，所述冷却腔(161)的外壁、扩容减压室(5)的内壁以及硅液(10)之间可形成密闭负压腔，所述炉体(15)上设有硅片承接板(18)，所述硅片承接板(18)上设有高频感应线圈(7)。

2.如权利要求1所述的负压式硅片制作设备，其特征在于，所述冷却腔(161)中密封设有导热油，所述冷却腔(161)的上端通过第一运动滑块(3)和定向导轨(2)安装在炉体(15)的副腔室炉壁上，所述扩容减压室(5)的上端为第二运动滑块(4)，所述第二运动滑块(4)密封套设在冷却腔(161)外并且其两端与定向导轨(2)滑动相连，所述第二运动滑块(4)位于第一运动滑块(3)的下方。

3.如权利要求1所述的负压式硅片制作设备，其特征在于，所述硅片承接板(18)固定在炉外推杆(6)上，所述炉外推杆(6)贯穿设于炉体(15)加热腔室上部的炉壁上，所述冷却腔(161)和炉体(15)加热腔室的上部接触处设有炉体密封块(17)，所述加热器(8)和炉体(15)内壁之间设有隔热保温层(14)。

4.如权利要求1所述的负压式硅片制作设备，其特征在于，所述耐温挂件(163)呈开口向下的喇叭状，所述耐温挂件(163)的材质为等静压石墨。

5.一种如权利要求2所述的负压式硅片制作设备的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)利用加热器(8)将坩埚(9)中的硅加热熔化；

b)控制硅片提取单元(16)下移至耐温挂件(163)的下边缘接触并伸入硅液(10)中，使得冷却腔(161)的外壁、扩容减压室(5)的内壁以及硅液(10)之间形成一密封腔室，控制冷却腔(161)底部和硅液(10)的距离为1～10cm；

c)增加扩容减压室(5)的内腔体积，随着密封腔室内气压减小形成负压腔，硅液压入耐温挂件(163)内形成硅液凸面(162)；

d)硅液凸面(162)的热量由冷却腔(161)带走，硅液凸面(162)凝固形成硅片(12)并与底部硅液自然分离；

e)向上提升耐温挂件(163)与冷却腔(161)，将硅片承接板(18)推入耐温挂件(163)下，并给高频感应线圈(7)通电，对耐温挂件(163)进行感应加热，使得其与硅片接触处温度升高至硅熔点，缩小扩容减压室(5)的容积，密封腔室内压力升高，挤压硅片(12)脱落至硅片承接板(18)上，并连同硅片承接板(18)一起移出至炉体(15)外。

6.如权利要求5所述的负压式硅片制作设备的控制方法，其特征在于，所述步骤c)通过推拉扩容减压室(5)上的伸缩杆，带动第二运动滑块(4)上滑增加扩容减压室(5)的内腔体积，并控制硅液凸面(162)高出硅液面1～5mm，所述步骤d)通过向冷却腔(161)中通入150～250℃的导热油，带走硅液凸面(162)的热量，并控制硅片(12)的厚度为100～250μm。