[发明专利]单晶炉停炉预防热场损坏方法

说明书

本发明提供一种单晶炉停炉预防热场损坏方法，方法包括步骤1，石英坩埚内有剩料熔融硅液时，拉制晶体，晶体的第一长度进入水冷热屏；步骤2，晶体拉制到第二长度后，停止拉制晶体，且晶体的一端与熔融硅液液面接触；步骤3，在晶体静止后，单晶炉底部的副加热器加热功率下降为零；步骤4，单晶炉四周的主加热器分三个阶段降低功率，直至主加热器加热功率下降为零；步骤5，冷却一定时间后拆单晶炉。根据本发明实施例的方法，能够拉制一定长度单晶增大迁热体积，加快石英坩埚中部熔融硅液凝结速度，降低了应力集中度，单晶炉上加热器阶梯式停止加热，减缓石英坩埚四周硅凝结速度，让出应力释放区，从而最大限度的保证热场的完整性。

技术领域

本发明主要涉及晶体材料加工设备技术领域，具体涉及一种单晶炉停炉预防热场损坏方法。

背景技术

在非常规停炉时，液体硅在凝固和冷却的过程中会发生体积膨胀现象，且液体硅结晶次序为液面先形成结晶面，结晶面会随温度降低向下延伸，但靠近中底部液体硅由于上部结晶形成保温层，致使中底部液体硅与上部结晶面形成较大的温度梯度，这种变化会在温度和时间的反比曲线下，形成难以从上部释放的应力。

液体硅体积变化会向石英坩埚的四周寻找薄弱点，但这种体积变化往往受到石英坩埚和支撑石英坩埚的埚邦的约束而不能自由地进行，于是便产生了内在应力，应力随着与外界常温的缓步接触达到最高，使容器和支撑容器不能承受造成损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种单晶炉停炉预防热场损坏方法，用以将单晶炉热场内部热源应力导出，避免熔融硅液凝结时，石英坩埚底部液体硅与上部液体硅结晶面形成较大的温度产生应力损坏热场的完整性。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的单晶炉停炉预防热场损坏方法，所述单晶炉包括：用于盛装熔融硅液的石英坩埚，设置在所述石英坩埚上方的水冷热屏，设置在所述单晶炉底部的副加热器，以及设置在所述石英坩埚四周且位于所述水冷热屏下方的主加热器，

所述方法包括：

步骤1，在热场石英坩埚内有剩料熔融硅液时，拉制晶体，所述晶体的第一长度进入所述水冷热屏；

步骤2，所述晶体拉制到第二长度后，停止拉制所述晶体，使得所述晶体静止，且所述晶体的一端与熔融硅液液面接触，所述第一长度小于第二长度；

步骤3，在所述晶体静止后，所述单晶炉底部的副加热器加热功率下降为零；

步骤4，所述单晶炉四周的主加热器分三个阶段降低功率，直至所述主加热器加热功率下降为零；

步骤5，冷却一定时间后拆单晶炉。

优选地，所述副加热器在拉制所述晶体时，加热功率是15kw。

优选地，所述主加热器在拉制所述晶体时，加热功率是45-60kw。

优选地，在所述石英坩埚内的剩料熔融硅液为250-450kg时，所述晶体的第二长度在300-500mm之间。

优选地，所述第一长度在200-400mm之间。

优选地，所述步骤4中所述三个阶段为阶梯式降低功率，其中，第一个阶段，主加热器功率在30min时下降10kw。

优选地，所述步骤4中，在所述第一阶段之后的第二个阶段，主加热器功率在60min时继续下降15kw。

优选地，所述步骤4中，在所述第二阶段之后的第三阶段，所述主加热器功率在90min时，功率下降为零停止加热。

优选地，所述水冷热屏内设有循环冷却水，以对所述晶体快速降温。

优选地，拉制所述晶体为位错单晶或多晶。