[发明专利]一种拉制单晶的方法及热场

摘要

本发明涉及一种拉制单晶的方法及热场。本发明尽力创建一个近于无对流的热场：用方形浅平底坩堝做熔体的容器；坩埚的边长仅大于晶棒数毫米；平板状的发热片紧贴在坩埚底的下表面与侧壁的外侧；二者再与隔热层紧贴在一起。对固定的坩埚连续供料，待晶棒“等径”后停止旋转，直接连续拉出方形的单晶硅棒。本法可用于生长单晶硅或兰宝石。

主权项

一种拉制单晶的方法及热场，其特征在于：一、本发明的拉晶方法：1)、在方形的坩埚内拉制方形或园形的单晶棒；也可在园形的坩埚内拉园形的单晶棒；；2)、当拉方形单晶棒时，坩埚既不旋转也不上下移动；3)、引晶时，上下移动的晶种可转动也可不转动；4)、晶棒直径近于坩埚的边长后，晶棒不再转动；5)、晶棒拉出坩埚后，在一定高度内，处于隔热状态；再之上的晶棒，则处于辐射致冷的状态；6)、晶棒向上的牵引力，开始作用在晶仔上，最后直接作用在的晶棒上；7)、利用双层坩埚壁之间的空间，作连续加料的熔料器；8)、坩埚埚底距晶棒的结晶面不小于数毫米即可9)、坩埚的埚底与侧壁内均设置发热片；在侧壁之上再另置发热片；10)、用对坩埚整体直接称重的方式，控制坩埚内硅熔体的液面位置；11)、间断测试发热体的电阻值，将发热体的电阻阻值的大小，换算后做控温的参数；12)、将坩埚的底与壁均保持在略高于硅熔点的温度上；二、本发明的热场：1)、由石英玻璃坩埚改为陶瓷坩埚：2)、坩埚由直径约为晶棒直径3倍的深园桶形，改为尺寸略大于方形晶棒尺寸的浅方盘形，也可为浅园盘形；埚底由几段园弧构成的非平面形，改为平板形，硅棒的结晶面与坩埚底之间的硅熔体的厚度不小于数毫米即可；3)、由原石英坩埚和石墨坩埚外侧的园筒形石墨加热器，通电发热后以辐射换热的方式，加热石墨坩埚，再由石墨坩埚加热石英坩埚，石英坩埚再加热并最终熔融金层属硅的传热方式，改为在陶瓷坩埚的侧壁和底板外，满置一种发热平板通电发热，其热量个直接由坩埚底和坩埚壁传给金属硅，以此建立并维持在熔融硅中创造出一个最有利于结晶，等温线为水平，近于是由下向上一维传热的状态。4)、由原在加热器与单晶炉炉壁之间设置隔热筒，改为在坩埚的底板下和侧壁外，直接设置一体化的隔热层；隔热层将发热板与坩埚包围成一体；5)、双层坩埚壁间为连续加料槽，内壁底部有连通孔，内壁兼作限结晶器；6)、取消下托轴的旋转和轴移的机构；7)、增加坩埚‑一隔热系统的三点称重机构；8}、增设上提晶棒的连续提升机构；9)、增设晶棒坊切断机构；10)、增设炉外向炉内连续供晶粒的机构；11)、增设炉内对所供晶粒向坩埚的熔融供料装置。