[发明专利]一种单晶炉及单晶硅棒的制备方法

说明书

本发明提供一种单晶炉及单晶硅棒的制备方法，所述单晶炉包括：环形保温罩，所述环形保温罩水平设置于所述坩埚加热器的上方并与所述坩埚的内壁固定；导流筒，所述导流筒的第一端搭设于所述环形保温罩的内沿，所述导流筒的第二端延伸至所述坩埚内；伸缩加热器，所述伸缩加热器的顶部通过连接筒与所述炉口的边缘连接，所述伸缩加热器的下部伸入所述导流筒内，所述导流筒的内壁与所述伸缩加热器的外壁之间形成有用于引导惰性气体流动的风道，所述伸缩加热器可沿其轴线方向做伸缩运动。根据本发明实施例的单晶炉，可以对提拉过程中的单晶硅棒的不同高度部位进行加热，使其保持在本征点缺陷发生聚集的温度之上，有效提高了制得的单晶硅棒的质量。

技术领域

本发明涉及硅棒制备技术领域，具体涉及一种单晶炉及单晶硅棒的制备方法。

背景技术

如今，85％的单晶硅都是采用直拉法制备，直拉单晶制造法(Czochralski,CZ法)是把高纯度的多晶硅块放入石英坩埚中，在真空环境下，用氩气充当保护性气体，将多晶硅加热到1420℃以上，然后保持这个温度一段时间，让硅料熔化，从固态变成液态，等温度稳定到目标温度后，将一根直径只有10mm的棒状晶种(籽晶)浸入熔液中，使确定晶向的籽晶与溶体熔接后引出直径为3～5mm的细颈晶体，以消除结晶位错，然后经放肩、转肩、等径、收尾、冷却等完成单晶硅的生长过程。

在半导体硅片的制造过程中，单晶硅棒的质量决定硅片的质量，因此，提高单晶硅棒的质量极为重要。而在拉晶过程中会产生很多的原生缺陷，其根据不同的检测方法可分为晶体原生缺陷(Crystal Originated Particle，COP)，流动图案缺陷(Flow PatternDefect，FPD)，激光散射层析缺陷(Laser Scattering Topography Defect，LSTD)，这些缺陷对于后续用硅片制成的半导体器件将造成严重的不良影响，因此，降低在拉制单晶硅棒的生产过程中的原生缺陷是提高硅片质量的关键环节。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种单晶炉及单晶硅棒的制备方法，以解决单晶硅棒生产过程中的原生缺陷，从而提高单晶硅棒的品质。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面实施例提供了一种单晶炉，用于制备单晶硅棒，所述单晶炉包括炉体，所述炉体内设置有坩埚，所述坩埚的外周与所述炉体的内壁之间设置有坩埚加热器，所述炉体的顶部开设有炉口，其特征在于，所述单晶炉还包括：

环形保温罩，所述环形保温罩水平设置于所述坩埚加热器的上方并与所述坩埚的内壁固定，所述环形保温罩的环口与所述炉口正对；

导流筒，所述导流筒的第一端搭设于所述环形保温罩的内沿，所述导流筒的第二端延伸至所述坩埚内，所述导流筒的第二端的口径大于所述单晶硅棒的直径且小于所述导流筒的第一端的口径；

伸缩加热器，所述伸缩加热器竖向设置于所述炉口和所述坩埚的开口之间，所述伸缩加热器的顶部通过连接筒与所述炉口的边缘连接，所述伸缩加热器的底部高于所述导流筒的第二端，所述伸缩加热器的内部形成有供所述单晶硅棒通过的通道，所述伸缩加热器可沿其轴线方向做伸缩运动。

可选的，所述伸缩加热器包括壳体以及竖向设置于所述壳体内的至少两个筒形加热体，每一所述筒形加热体可沿其中心轴做竖向运动。

可选的，所述筒形加热体的数量为三个，三个所述筒形加热体的直径依次增大，且相邻两个筒形加热体之间呈滑动连接。

可选的，所述筒形加热体包括内壁、外壁以及设置于所述内壁和所述外壁之间的螺旋加热管，所述内壁和所述螺旋加热管之间的间隙采用导热材料填充，所述螺旋加热管和所述外壁之间的间隙采用隔热材料填充。

可选的，所述单晶炉还包括：

若干温度传感器，所述若干温度传感器竖向布设于所述伸缩加热器的内壁。