【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種坩堝，具體涉及一種連續(xù)拉制單晶硅棒的工作系統(tǒng)中雙區(qū)域坩堝的內(nèi)坩堝。本技術(shù)中，熔融硅是指熔融狀態(tài)的硅，也稱熔融態(tài)硅或熔體硅。
技術(shù)介紹
1、單晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)，是現(xiàn)代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)材料，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。單晶硅生長以石英砂為原料，地殼中含有豐富的硅元素，硅的自然豐度僅次于氧，經(jīng)焦炭碳還原以及其他化學(xué)提純方法將硅的純度提高至小數(shù)點后8個“9”后，再通過直拉法或區(qū)熔法拉制直拉單晶硅棒以生產(chǎn)半導(dǎo)體級單晶硅，再通過切片、淹沒、拋光、清洗等工序獲得半導(dǎo)體單晶硅片。
2、目前，單晶硅的制備主要采用直拉法。直拉法是將多晶硅料置于坩堝中，通過高溫加熱的方式，將溫度升至1412℃以上使多晶硅料融化，然后再經(jīng)引晶、縮頸、放肩、等徑、收尾等一系列工序完成硅單晶體的生長。采用直拉法生長出的單晶硅中的雜質(zhì)分布較為均勻、具有較高的機械強度、以及較強的內(nèi)吸雜能力，使得其在電子器件及集成電路中能夠被廣泛應(yīng)用。
3、硅單晶棒的生產(chǎn)流程如下：將盛有硅原料的坩堝放置在硅單晶提拉生長爐中；生長爐抽真空，并加熱至硅原料融化；在合適的溫度下，將籽晶從上面慢慢靠近熔體液面，并與其接觸；籽晶按工藝要求逐漸上拉。通過控制籽晶拉速和溫度，晶棒從液面上逐漸拉出。
4、在現(xiàn)有技術(shù)中，用于硅單晶提拉生長的坩堝有單區(qū)域坩堝或雙區(qū)域坩堝。中國專利文獻（cn?116180242?a?一種芯片加工用單晶爐）所公開的即屬于采用單區(qū)域坩堝的硅單晶提拉生長爐。單區(qū)域坩堝的硅單晶提拉生長爐存在投料區(qū)域和拉晶區(qū)域為同一個區(qū)域，熔融硅料的流動影
5、為了克服單區(qū)域坩堝的硅單晶提拉生長爐的缺陷，出現(xiàn)了雙區(qū)域坩堝的硅單晶提拉生長爐，如中國專利文獻（cn?115976626?a?一種液相法碳化硅單晶生長的連續(xù)加硅料裝置及加料方法），公開了一種雙區(qū)域坩堝的硅單晶提拉生長爐，坩堝中設(shè)置外層硅料區(qū)域和內(nèi)層生長區(qū)域，外層硅料區(qū)域和內(nèi)層生長區(qū)域間以分隔層相隔開，也就是說，外層硅料區(qū)外圍件構(gòu)成了外坩堝，分隔層構(gòu)成了內(nèi)坩堝，硅料投入外層硅料區(qū)域，熔融硅再從外層硅料區(qū)域溢出進入內(nèi)坩堝，在內(nèi)坩堝區(qū)域生長單晶。由此，避免了單區(qū)域坩堝的硅單晶提拉生長爐的缺陷，提高了硅單晶提拉生長的質(zhì)量。
6、但是，坩堝的價值較大，使用壽命是受限制的，即使在硅料在另外的熔化裝置中進行熔化，單晶硅棒等徑生長的時候所添加的熔融硅料還是高溫的硅料，因此，每一個生產(chǎn)周期中，石英材質(zhì)的拉晶坩堝的外鍋除了對起始固體硅料需要高溫化料外，一個生產(chǎn)周期的其余時段拉晶坩堝都不需要進行高溫化料，此時的單晶爐的熱場的功率只需要維持等徑狀態(tài)的水平（50千瓦左右），這種狀態(tài)下石英坩堝不容易腐蝕，因此使得拉晶坩堝的使用壽命比較長，比傳統(tǒng)拉晶的使用壽命要提高30%（也即從360小時左右提高到450小時左右）。也就是說，坩堝使用一定時間后，需要被廢棄，更換新的坩堝，在雙區(qū)域坩堝的硅單晶提拉生長爐的使用中，外坩堝和內(nèi)坩堝都要被廢棄，造成很大的損失。
7、為了減少損失，需要一種新的坩堝，在外坩堝廢棄時，內(nèi)坩堝能方便地與外坩堝相脫離，以保留內(nèi)坩堝并重復(fù)使用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本技術(shù)要解決的技術(shù)問題也即本專利技術(shù)的目的是：提供一種連續(xù)拉制單晶硅棒的工作系統(tǒng)中雙區(qū)域坩堝的內(nèi)坩堝，以解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
2、本技術(shù)的總的技術(shù)構(gòu)思是：內(nèi)坩堝包括與外坩堝相配合的內(nèi)筒體和耳環(huán)，內(nèi)筒體為圓環(huán)狀直筒體，內(nèi)側(cè)上下端貫通，內(nèi)筒體的側(cè)面設(shè)置有若干個橫向通孔，耳環(huán)固定在內(nèi)筒體的上沿口。
3、本雙區(qū)域坩堝的內(nèi)坩堝的使用方法：單晶硅棒的連續(xù)拉制工作中，內(nèi)坩堝放置于外坩堝內(nèi)，內(nèi)坩堝上沿口的耳環(huán)高于外坩堝的上沿，熔融硅料投入外坩堝與內(nèi)坩堝所包圍的空間即熔融硅加料區(qū)，熔融硅料通過內(nèi)堝體的橫向通孔進入內(nèi)堝體內(nèi)，即熔融硅料進入熔融硅拉晶區(qū)，進行硅單晶的提拉生長。在一個工作周期完成需要更換外坩堝時，將安裝在硅單晶提拉生長爐側(cè)面的支撐桿插入內(nèi)堝體上沿口的耳環(huán)內(nèi)，放下外坩堝，也即將外坩堝從硅單晶提拉生長爐中下降并移出，此時內(nèi)堝體受硅單晶提拉生長爐側(cè)面的支撐桿的限制而保留在硅單晶提拉生長爐中，而原來殘留在內(nèi)坩堝中的熔融硅料也從內(nèi)坩堝的底部流入外坩堝內(nèi)并隨外坩堝一起被移出。更換新的外坩堝時，將新的外坩堝在硅單晶提拉生長爐中上升至正常工作位置，此時外坩堝的底部與內(nèi)坩堝的下端接觸，移開硅單晶提拉生長爐側(cè)面的支撐桿，外坩堝與內(nèi)坩堝安裝到位，可開始新的單晶硅棒的連續(xù)拉制工作周期。
4、本技術(shù)的有益效果是，在外坩堝廢棄時，內(nèi)坩堝能方便地在硅單晶提拉生長爐與外坩堝相脫離，以保留內(nèi)坩堝并重復(fù)使用；內(nèi)筒體的側(cè)面設(shè)置的若干個橫向通孔，保證了熔融硅料能從內(nèi)坩堝外流入內(nèi)坩堝內(nèi)。
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1.一種雙區(qū)域石英坩堝的內(nèi)坩堝，其特征在于：包括內(nèi)筒體（11）和耳環(huán)（12），內(nèi)筒體（11）是內(nèi)側(cè)上下端貫通敞開的圓環(huán)狀直筒體；所述的耳環(huán)（12）固定在內(nèi)筒體（11）的上沿口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙區(qū)域石英坩堝的內(nèi)坩堝，其特征在于：所述的內(nèi)筒體（11）的側(cè)面設(shè)置有若干個橫向通孔（13）。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙區(qū)域石英坩堝的內(nèi)坩堝，其特征在于：所述的耳環(huán)（12）是“C”形卡口件（121），“C”形卡口件（121）有2個，位于內(nèi)筒體（11）的上沿口的相應(yīng)同一條直徑上，且2個“C”形卡口件（121）的開口（1211）的旋向相同；所述的“C”形卡口件（121）的開口（1211）在內(nèi)筒體（11）的上沿口的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙區(qū)域石英坩堝的內(nèi)坩堝，其特征在于：所述耳環(huán)（12）是固定在內(nèi)筒體（11）的上沿口的環(huán)形凸肩部（122）；所述的環(huán)形凸肩部（122）的內(nèi)圓與內(nèi)筒體（11）的內(nèi)圓一致，環(huán)形凸肩部（122）從內(nèi)圓沿徑向向外延伸，外圓大于內(nèi)筒體（11）的外圓。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙區(qū)域石英坩堝的內(nèi)坩堝，其特征在于：包括內(nèi)筒體（11）和耳環(huán)（12），內(nèi)筒體（11）是內(nèi)側(cè)上下端貫通敞開的圓環(huán)狀直筒體；所述的耳環(huán)（12）固定在內(nèi)筒體（11）的上沿口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙區(qū)域石英坩堝的內(nèi)坩堝，其特征在于：所述的內(nèi)筒體（11）的側(cè)面設(shè)置有若干個橫向通孔（13）。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙區(qū)域石英坩堝的內(nèi)坩堝，其特征在于：所述的耳環(huán)（12）是“c”形卡口件（121），“c”形卡口件（121）有2個，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：袁玉平，金勝，袁佳斌，朱桂新，
申請(專利權(quán))人：常州軼梵科技有限公司，
類型：新型
國別省市：
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