[发明专利]浮区法生长晶体的设备及方法

说明书

本发明提供一种浮区法生长晶体的设备及方法，所述浮区法生长晶体的设备包括：射频线圈；辅助加热系统，包括反射环及激光器，所述反射环位于所述射频线圈上下两侧，所述激光器与所述反射环适于在晶体生长过程中配合为位于所述反射环内侧的原料硅锭加热以形成熔区。本发明的浮区法生长晶体的设备中的激光器与射频线圈具有一定的间距，不会与射频线圈相互干扰影响；使用激光器作为加热源，加热效率更高；同时，通过在原料硅锭外围设置反射环，激光器发出的激光经反射换多次反射为所述原料硅锭加热，进一步提高了加热效率。

技术领域

本发明属于晶体生长技术领域，具体涉及浮区法生长晶体的设备及方法。

背景技术

在现有技术中，浮区法(Floating Zone)生长晶体的装置1及其原理如图1所示，由图1可知，浮区法生长晶体的装置100包括：单晶生长腔室112、位于所述单晶生长腔室112内部上端的上连接轴104、位于所述单晶生长腔室112内部且固定于所述上连接轴104底部的上部夹具105、位于所述单晶生长腔室112内部底端的下连接轴106、位于所述单晶生长腔室112内且固定于所述下连接轴106顶部的下部夹具107、位于所述单晶生长腔室112内且位于所述上部夹具105与所述下部夹具107之间的射频线圈108、与所述射频线圈108相连接的高频振荡器113。在使用上述浮区法生长晶体的装置100进行晶体生长时，首先，籽晶109固定于所述下部夹具107上，原料硅锭102固定于上部夹具105上，且所述原料硅锭102上下贯穿所述射频线圈108，即所述射频线圈108位于所述原料硅锭102外围，且优选的，在起始时，所述射频线圈108位于所述原料硅锭102底部；然后，所述高频振荡器113驱使所述射频线圈108加热所述原料硅锭102，首先使得所述原料硅锭102的底部(即与所述籽晶109连接的部分附件)被加热融化，在对应于所述射频线圈108的位置形成浮动带111，与所述籽晶109熔融连接，形成缩颈部110；同时，所述上部夹具105及所述上连接轴104带动所述原料硅锭102自上向下运动即可形成所需直径的单晶硅棒103。

近几年，随着技术的发展，所需生长的单晶硅棒的直径越来越大，譬如，目前所需生长的单晶硅棒的直径已经达到200mm。在采用浮区法生长大直径单晶硅棒时，需要更大的射频功率。现有改进的一种浮区法生长晶体的装置100如图2所示，该装置在图1的装置的基础上，在所述射频线圈108上部及下部分别设置上卤素灯114及下卤素灯115，所述上卤素灯114及所述下卤素灯115均与电源116相连接。但该装置存在如下问题：所述上卤素灯114及所述下卤素灯115会与所述射频线圈108相互干扰影响，且加热效率较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种浮区法生长晶体的设备及方法，用于解决现有技术中的浮区法生长晶体的设备存在的卤素灯与射频线圈相互干扰影响，且加热效率较低的问题。

为了实现上述目的及其他相关目标，本发明提供一种浮区法生长晶体的设备，所述浮区法生长晶体的设备包括：

射频线圈；

辅助加热系统，包括反射环及激光器，所述反射环位于所述射频线圈上下两侧，所述激光器与所述反射环适于在晶体生长过程中配合为位于所述反射环内侧的原料硅锭加热以形成熔区。

作为本发明的浮区法生长晶体的设备的一种优选方案，所述反射环上设有若干个开口，所述激光器位于所述反射环外侧，且所述激光器的发射端与所述开口对应设置，以确保所述激光器发射的激光可以经由所述开口射入所述反射环内。

作为本发明的浮区法生长晶体的设备的一种优选方案，所述激光器的数量与所述开口的数量相同。

作为本发明的浮区法生长晶体的设备的一种优选方案，所述激光器与所述反射环位于同一平面内。

作为本发明的浮区法生长晶体的设备的一种优选方案，所述激光器包括IR激光器。