[实用新型]用于硅单晶生长的导流筒

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于硅单晶生长的热系统中的导流筒，尤其涉及一种用于硅单晶生长的导流筒。

背景技术

半导体硅单晶大多采用切克劳斯基（Czochralski）法制造，此方法在单晶生长的过程中，硅熔体表面会挥发产生细小的颗粒。如果这些小颗粒不能被顺利排除炉室而掉落进入熔体中，就会引起晶体位错的产生，严重时甚至导致生长产生的晶体变成多晶（俗称断苞）。尽管在生产过程中不断通入Ar气可以将部分小颗粒运载离开炉室，但由于现有导流筒形状问题，如图3所示，气流对于固液交界区域的小颗粒的排出效果并不理想，这就增加了断苞风险。经统计生产过程中大约40%的断苞是由上述掉入熔体中的小颗粒所导致的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于硅单晶生长的热系统的导流筒，它所形成的气体路径，可以使气体将固液交界区域的小颗粒顺利运载出炉室。

本实用新型，为达到上述目的，所采用的技术方案是：一种用于硅单晶生长的导流筒，包括导流筒，其特征在于：所述导流筒为锥形管状体，在其下端口设有一圈与管状体为一体的带有一定角度的圆锥形整流尾翼。所述带有一定角度的圆锥形整流尾翼的角度为15°—75°，整流尾翼的长度为10mm—80mm。

本实用新型的优点是：通过在导流筒底部增加带有一定角度的圆锥形整流尾翼，气流路径变得更加倾斜和集中，如图2。气体经过硅单晶和液面的两次反射之后顺利离开炉室而不存在垂直于熔体表面的反射气流，这样该区域的小颗粒更容易被排除。硅单晶生产的断苞率降低了5-24%。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型设置在单晶炉的结构示意图。

图3为现有技术的单晶炉的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，用于硅单晶生长的导流筒，包括导流筒7，导流筒7为锥形管状体，在其下端口设有一圈与管状体为一体的带有一定角度的圆锥形整流尾翼21。带有一定角度的圆锥形整流尾翼21的角度22为15°—75°，整流尾翼21的长度为10mm—80mm。

如图2所示，该直拉单晶生长的装置包括：提拉头1、副炉室2、钢丝绳3、隔离阀4、保温盖5、支承筒6、导流筒7、大盖8、保温筒9、排气管道10、反射板11、加热器12、硅熔体13、石墨坩埚14、单晶15、直径控制探头16。

图1中，各部分为：整流尾翼21、导流筒上直径17、导流筒下直径18、整流尾翼直径19、导流筒角度23和整流尾翼角度22。

导流筒7的整流尾翼角度22为15°—75°；整流尾翼21长度L为10mm—80mm；整流尾翼21厚度d与导流筒上部一致。

操作过程：将石英坩埚放入石墨坩埚14中，多晶硅物料装入石英坩埚内，换好要求的籽晶，关闭炉体，抽真空后加热升温将多晶硅全部熔化，下降籽晶至熔体液面处后给予一定过冷度，然后调整提拉头1和轴转速，给予一定的夹头拉速提升籽晶，来消除籽晶中由于热冲击形成的位错。之后降低夹头拉速进行扩肩，当肩部直径增大到低于目标直径8mm左右时，提高拉速进行转肩，使晶体等径生长。最后在剩余硅熔体不多时提高拉速，同时升温进行收尾，最后形成倒圆锥状的尾部以留出足够的反位错余量。等晶体冷却后即可将晶体取出。

导流筒的尺寸分别是：导流筒上直径17为612mm、导流筒下直径18为212mm；整流尾翼直径19为160mm，导流筒上部高度H为346mm ，整流尾翼长度L为30mm。导流筒角度21为60°、整流尾翼角度22为30°，导流筒厚度d 为15mm。在不加整流尾翼21时平均拉制27炉时断苞一次；加上整流尾翼21后平均每生产39炉时断苞一次。