[发明专利]恰克拉斯基法硅晶体生长系统的快速冷却

权利要求书

1、一种生产单晶的恰克拉斯基法，其中，所说的单晶硅棒从真空室内的坩埚中装载的硅熔体中拉出，该方法包括：

在单晶硅从硅熔体中拉出之后，通过向所说的真空室内引入在800°K的热导率至少为约55×10^-5g·cal./(sec·cm²)(℃/cm)的气体来冷却所说的真空室。

2、根据权利要求1的方法，其中，所说的气体的热导率在800°K在约62×10^-5～80×10^-5g·cal./(sec·cm²)(℃/cm)之间并且含有至少约70vol％的氦气。

3、一种生产单晶硅棒的恰克拉斯基法，其中，所说的单晶硅棒从真空室内的坩埚中装载的硅熔体中拉出，该方法包括：

在单晶硅从熔体中拉出之后，通过向所说的真空室内引入含氦气体来冷却所说的真空室。

4、一种在通过恰克拉斯基法生产单晶的晶体提拉机中冷却单晶的方法，所说的晶体提拉设备包括生长室、所说的生长室内的坩埚、在生长室之上的提拉室、在生长室内用于加热坩埚的加热设备、在生长室内排布在加热设备周围的用于抵抗坩埚热损失的隔热材料、和排布在隔热材料周围用于冷却坩埚的冷却设备，该方法包括：

在提拉出晶体后，对所说的生长室抽真空；

为冷却设备提供能量；

向所说的生长室内引入在800°K的热导率至少为约55×10^-5g·cal./(sec·cm²)(℃/cm)的惰性气流；

在所说的生长室内维持所说的惰性气流以增大冷却设备的冷却效果。

5、根据权利要求4的方法，其中，惰性气流是含有至少70vol％氦气的含氦气体。

6、一种生产单晶硅棒的恰克拉斯基法，其中，当坩埚和生长室内部保持在约500℃以上的温度并通过抽真空使生长室的压力在约1torr以下时，在惰性气体连续流动的条件下，从生长室内的坩埚中的硅熔体拉出单晶硅棒，该方法包括：

当所说的坩埚和生长室内在至少约500℃的温度时，中止引入所说的生长室的惰性气流并中止抽真空；

向所说的生长室内引入含氦气体，从而增大所说的生长室内的压力到至少50torr；

通过维持所说的生长室内的压力在至少约50torr来冷却所说的生长室直至所说的生长室内部和坩埚的温度低于250℃。

7、生产单晶硅棒的恰克拉斯基法，其中，单晶硅棒从装在生长室内的坩埚中的硅熔体中拉出，所说的生长室的内壁用隔热材料作内衬，坩埚和生长室内部的温度保持在至少500℃，该方法包括：

在提拉出晶体后，通过用含氦气体渗入隔热材料的气孔来增大隔热材料的热导率，从而从所说的坩埚和生长室内部排出热量的方法把所说的坩埚和生长室内部的温度降低到约250℃以下。

8、生产单晶硅棒的恰克拉斯基法，其中，单晶硅棒从装在生长室内的坩埚中的硅熔体中拉出，所说的生长室的内壁用隔热材料作内衬，所说的生长室用流量为约20～150l/min的连续惰性气流吹洗，通过加热使生长室内部的温度保持在约500℃以上，通过对所说的生长室抽真空使其压力在约1torr以下，该方法包括：

中止所说的加热；

在坩埚和生长室内部的温度为至少约500℃时，中止所说的引入生长室的惰性气流，中止对生长室的抽真空；

向所说的生长室内引入含有至少70vol％氦气的惰性气体以增大生长室内的压力到至少约50torr，用含有至少70vol％氦气的气体渗入所说的隔热材料的气孔，从而增大隔热材料的热导率和隔热材料从坩埚和生长室内部排出热量的速度；

通过维持所说的生长室内的压力在至少约50torr来冷却所说的坩埚和生长室内部到约250℃以下，直至所说的生长室内部和坩埚的温度低于约250℃。

9、生产单晶硅棒的恰克拉斯基法，其中，在连续惰性气流的条件下，单晶硅棒从装在生长室内的坩埚中的硅熔体中拉出，该方法包括：

在连续氩气流的条件下从硅熔体中拉出单晶硅棒；

在单晶硅棒从硅熔体中拉出以后，通过向所说的生长室内引入在800°K的热导率至少为约55×10^-5g·cal./(sec·cm²)(℃/cm)的气体把所说的生长室内部冷却到约250℃以下。