用于改善直拉硅单晶电阻率均匀性的导流筒结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及加工硅单晶的装置，尤其是涉及一种用于改善直拉硅单晶电阻率均匀性的导流筒结构。
【背景技术】
[0002]单晶硅生长主要有直拉法和区熔法。而直拉单晶硅生长由于其成本较低、品质良好而得到广泛应用。随着电力电子器件的发展及市场竞争越来越激烈。单晶硅的品质越来越受到重视，尤其是单晶径向电阻率均匀性(RRV)。
[0003]而由于直拉硅晶体生长的特性，杂质浓度边界层与杂质分凝等综合效果，使切片上电阻率分布为中心低、边缘高的现象，即中心掺杂杂质浓度高、边缘掺杂杂质浓度低。因此，改善直拉硅单晶径向电阻率均匀性的途径，为减小界面杂质浓度边界层的差异，使电阻率分布更加均匀，一直以来都是技术人员攻关探索的课题。
[0004]直拉硅单晶生长过程中采用常规导流筒的缺陷为:气流从上沿着单晶向下，到达熔体自由表面后，加速通过熔体表面，加剧了熔表面向坩祸边缘的流动，导致单晶边缘掺杂杂质扩散加快，进而使得单晶中心边缘掺杂杂质浓度加大，电阻率差加大，故RRV较差。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种用于改善直拉硅单晶电阻率均匀性的导流筒结构，采用该导流筒结构可形成熔体自由表面上方的气体在两个方向上的流动；减少直拉硅单晶生长过程中边缘掺杂杂质向外的扩散，减小生长界面中心和边缘的掺杂浓度差，进而使单晶径向电阻率差减小，从而改善RRV。
[0006]本实用新型采取的技术方案是:一种用于改善直拉硅单晶电阻率均匀性的导流筒结构，其特征在于，在导流筒下方筒壁上设有一圈导流小孔作为炉内氩气流动的气体流道。
[0007]本实用新型所产生的有益效果是:将熔体自由表面上方的气体流动由单方向改为两个方向，降低了气体对熔体表面温度的影响，减小了生长界面处熔体的温度波动，从而提高了单晶成晶率，有效改善了单晶径向电阻率均匀性。
【附图说明】
[0008]图1为直拉硅单晶在生长过程中导流筒相对位置剖面图；
[0009]图2为图1中导流筒的侧视图；
[0010]图3为本实用新型的一个实施例采用的导流筒相对位置剖面图。
【具体实施方式】
[0011]以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0012]参照图1和图2，首先在导流筒I下方筒壁上设有一圈导流小孔3为炉内氩气流动的A气体流道7，该A气体流道7与导流筒I下沿9底部的B气体流道8形成熔体4自由表面上方的气体在两个方向上的流动。这样可以减小B气体流道8对熔体4自由表面的切向力，进而减小熔体4流动向外扩散的驱动力。
[0013]导流小孔3直径设为l-5cm。导流小孔之间的间距为1-lOcm。导流小孔的位置设在距离导流筒下沿I 一 1cm范围内。
[0014]实施例:参照图3，在常规直拉单晶炉内，使用带有导流小孔3的导流筒1，导流小孔3直径为3.5cm ;导流小孔3之间的间距为3 cm ;导流小孔3与导流筒I下沿9的距离为4.61cm。采用改进的导流筒I拉制40-60 Ω cm的4英寸直拉单晶硅产品，经检测，有95%及以上的单晶切片RRV值在1% - 15%内。
【主权项】
1.一种用于改善直拉硅单晶电阻率均匀性的导流筒结构，其特征在于，在导流筒(I)下方筒壁上设有一圈导流小孔(3)作为炉内氩气流动的气体流道(7)。2.根据权利要求1所述的用于改善直拉硅单晶电阻率均匀性的导流筒结构，其特征在于，导流小孔(3)直径设为l_5cm。3.根据权利要求1所述的用于改善直拉硅单晶电阻率均匀性的导流筒结构，其特征在于，导流小孔(3)之间的间距为1-lOcm。4.根据权利要求1所述的用于改善直拉硅单晶电阻率均匀性的导流筒结构，其特征在于，导流小孔(3)的位置设在距离导流筒下沿1-1Ocm范围内。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于改善直拉硅单晶电阻率均匀性的导流筒结构。在导流筒下方筒壁上设有一圈导流小孔作为炉内氩气流动的气体流道。将熔体自由表面上方的气体流动由单方向改进为两个方向，降低了气体对熔体表面温度的影响，减小了生长界面处熔体的温度波动，从而提高了单晶成晶率，有效改善了单晶径向电阻率均匀性。采用改进的导流筒1拉制40-60Ωcm的4英寸直拉单晶硅产品，经检测，有95%及以上的单晶切片RRV值在1%－15%内。
【IPC分类】C30B29/06, C30B15/00
【公开号】CN204918835
【申请号】CN201520471182
【发明人】娄中士, 李亚哲, 马萌, 孙昊, 孙毅
【申请人】天津市环欧半导体材料技术有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年7月3日