[实用新型]单晶硅制造装置炉室结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单晶硅制造装置炉室结构，具体地讲，本实用新型涉及一种采用直拉法制造单晶硅装置的炉室结构。 

背景技术

在采用直拉法制造单晶硅的单晶硅制造装置中，炉室结构对单晶硅的生长起着至关重要的作用。现有单晶硅装置的炉室结构包括副室外壳、主室外壳、石英坩埚、石墨坩埚、石墨加热器、石墨隔套，石英坩埚置于石墨坩埚内，石墨加热器设置在石墨坩埚的周围；石墨隔套套装在主室外壳内壁，将石墨加热器包围在其内侧空间。单晶硅装置炉室结构在使用时，从石英坩埚内的熔硅中拉出柱状单晶硅。单晶硅在现有单晶硅装置炉室结构中生长时，高温石英坩埚与石墨加热器反应，生成SiO和CO，其中CO气体不易挥发，大多进入硅熔体与熔硅反应，产生单质碳和SiO，而SiO大部分从熔体表面挥发，碳则留在熔硅中，最终进入单晶硅。现有单晶硅装置炉室结构中，在副室外壳侧壁上设有氩气进口，在主室外壳下部设有氩气出口，这种结构使得从熔体表面挥发的大部分SiO气体不能有效地被氩气带出炉室，而是流经大部分的高温石墨元件，因而产生较多的CO气体，这样就使得直拉的单晶硅受到较高的碳污染。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种能将从石英坩埚内熔体表面挥发的大部分SiO气体有效地被氩气带出炉室，有效减少CO气体的生成，从而显著降低生长的单晶硅碳污染程度的单晶硅制造装置炉室结构。 

本实用新型通过下述技术方案实现技术目标。 

单晶硅制造装置炉室结构，它包括副室外壳、主室外壳、石英坩埚、石墨坩埚、石墨加热器、石墨隔套；所述石英坩埚置于石墨坩埚内，石墨加热器设置在石墨坩埚的周围；从石英坩埚内的熔硅中拉出柱状单晶硅；所述石墨隔套套装在主室外壳内壁，将石墨加热器包围在其内侧空间；在副室外壳侧壁上设有氩气进口，在主室外壳下部设有氩气出口；其改进之处在于：在所述石墨坩埚、石墨加热器、石墨隔套上镀上一层SiC；所述石墨隔套由石墨绝缘材料制成，为上端带外翻法兰边的套状构件，其与主室外壳内壁、底壁形成夹腔；在石墨隔套的法兰边上设有与夹腔相通的孔，形成轴向气流通道，在石墨隔套的侧壁上设有与夹腔相通的孔，形成径向气流通道；所述氩气出口与夹腔相通。 

本实用新型的一种更进一步的技术方案是：所述氩气出口设在主室外壳的底壁上。 

本实用新型的另一种更进一步的技术方案是：所述氩气出口设在主室外壳的侧壁上。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下积极效果： 

1、在石墨坩埚、石墨加热器、石墨隔套上镀上一层SiC，可减少CO气体生成，进而减少单晶硅中的碳含量。

2、设有通过石墨隔套与主室外壳内壁之间夹腔的轴向气流通道，使得从石英坩埚内熔体表面挥发的大部分SiO气体有效地被氩气从轴向气流通道带出炉室，这部分SiO气体不会接触高温石墨元件，因此产生CO气体就显著减少，也就显著降低了生长的单晶硅碳污染程度。 

附图说明

图1为现有单晶硅制造装置炉室结构的结构示意图。 

图2为本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式

下面根据附图并结合实施例对本实用新型作进一步说明。 

如图1所示为现有单晶硅制造装置炉室结构，它包括副室外壳1、主室外壳2、石英坩埚5、石墨坩埚7、石墨加热器6、石墨隔套8，石英坩埚5置于石墨坩埚7内，石墨加热器6设置在石墨坩埚7的周围；从石英坩埚5内的熔硅4中拉出柱状单晶硅3；在副室外壳1侧壁上设有氩气进口1.1，在主室外壳2下部设有氩气出口2.1；所述石墨隔套8套装在主室外壳2内壁，将石墨加热器6包围在其内侧空间。这种结构使得单晶硅在单晶硅制造装置炉室结构中生长时，从石英坩埚5内熔体表面挥发的大部分SiO气体不能有效地被氩气带出炉室，而是流经大部分的高温石墨元件，因而产生较多的CO气体，这样就使得生长的单晶硅受到较高的碳污染。 

如图2所示为本实用新型的单晶硅制造装置炉室结构，它是在上述结构基础上进行了如下改进：在石墨坩埚7、石墨加热器6、石墨隔套8上利用CVD的方法镀上一层SiC；石墨隔套8由石墨绝缘材料制成，为上端带外翻法兰边的套状构件，其与主室外壳2内壁、底壁形成夹腔8.2；在石墨隔套8的法兰边上设有与夹腔8.2相通的孔8.1，形成轴向气流通道，在石墨隔套8的侧壁上设有与夹腔8.2相通的孔8.3，形成径向气流通道；所述氩气出口2.1与夹腔8.2相通，本实施例中，氩气出口2.1设在主室外壳2的侧壁上。这种结构使得单晶硅3在本实用新型中生长时，从石英坩埚5内熔体4表面挥发的大部分SiO气体有效地被氩气从轴向气流通道带出炉室，这部分SiO气体不会接触高温石墨元件，因此产生CO气体就显著减少，也就显著减少了单晶硅碳污染；即使有少部分SiO气体流经高温石墨元件，由于石墨元件上都镀有一层SiC，可减少CO气体生成，也减少了单晶硅3中的碳含量，因此，本实用新型显著降低了单晶硅碳污染程度。