直拉单晶硅生长炉结构介绍
时间：2025-03-27 发布人：admin 点击数：0
直拉单晶硅晶体生长炉具有非常多的构件，这些构件必须协同工作，以精确控制晶体提拉过程的热环境，确保高品质晶体的顺利生长。图 1-3 为晶体生长炉体的基本结构，其主要构件包括以下几部分[32]：石墨加热器、石墨坩埚、石英坩埚、熔体、晶体、热屏（导流筒）、水冷系统、侧壁保温毡、提拉杆、坩埚支撑平台等。下面将简单对各个构件的作用以及特点进行简单介绍。石墨加热器是直拉单晶硅晶体生长炉内热量的主要来源，通常通过通电加热的方式产生焦耳热，主要通过辐射方式加热整个炉体系统以熔化多晶硅原料并保持熔化所需的温度。因此石墨加热器要具有很高的耐高温性能和热导率，低的电阻率，只有这样，石墨加热器才可以在高温下长时间稳定、高效的工作。扬州晶格半导体-提供超大尺寸柱状多晶硅、单晶硅材料，并可定制加工各类硅部件、硅锭、硅棒、硅环、硅管、硅籽晶、硅托盘、硅异形件。17826693981石墨坩埚的作用是用于盛放石英坩埚，吸收石墨加热器的辐射热量，将热量传导至石英坩埚，通过传导、辐射的方式加热并熔化原料。因此，石墨坩埚需要承受高温，应具有良好的导热性和耐腐蚀性，同时石墨坩埚应在高温下具有较高的机械强度。其通常放置在石墨坩埚内部，用于盛放熔体，起到绝缘和防止石墨与熔体直接接触的作用。由于石英坩埚的主要成分是二氧化硅，因此用其盛放硅熔体不会引入除了氧以外的其他杂质，因此往往使用石英坩埚直接熔化多晶硅料。石英材料通常有很好的耐化学腐蚀性，并且有较低的反应活性，可以减少对生长晶体的污染。是生长晶体的原料，处于熔融状态。熔体的质量和纯度直接影响晶体生长的质量。因此对于熔体来说，保证熔体质量的方法一是保证熔化前多晶硅料足够纯净，二是避免坩埚的过量腐蚀，引入过量氧杂质。硅原子按照籽晶的原子排列顺序长成的硅棒，晶体的品质（例如晶格缺陷和纯净度）将影响最终产品的性能。用来控制辐射热的损失和温度场分布，在坩埚中心以及晶体上方区域提供一个适合晶体生长的环境温度，同时提高自由界面流体流动的速度，提高氧挥发的速率。热屏通常由热阻较大的材料制成，能够起到保温、隔热的作用，形状设计需要能有效地反射和隔绝热源给炉内其他部件的辐射。水冷系统包括两部分，一部分安装在炉体外部，使用水冷或其它冷却媒介例如水来冷却炉体壁，以控制温度并保持炉体结构的稳定性。一部分用于冷却晶体，给晶体侧壁、上方提供一个较凉爽的晶体生长环境温度，也被称为水冷套。主要是用于在炉体的侧壁，上方、下方，主要作用是降低加热器的热损耗，其到绝热的效果。因此保温毡具有良好的隔热效果，能够减少热量损失和保持炉内温度稳定。主要是连接晶体和晶体生长炉的操纵系统，用于从熔体中提拉和控制晶体生长速度和方向。提拉杆通常由耐高温和反应惰性较强的材料制成，以避免污染晶体。为坩埚提供稳定的基座，确保其在晶体生长过程中位置固定。这个平台通常具有一定的机械强度和耐高温性能，同时可能包含用于调整坩埚位置的机构。晶体生长过程中的温度控制非常关键，因为它将直接影响晶体的生长速度、晶体结构以及最终晶体的质量。因此，所有这些构件必须协同工作，以维护一个精确控制的热环境，确保高品质晶体的顺利生长。
