专利名称：单晶硅制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单晶硅制造设备，具体涉及一种具有轻便、效率高等优点的单晶 硅制造装置。
背景技术：
单晶硅一般用CZ法制造。CZ法指的是在单晶炉内设置石英坩埚，并将硅料装入 石英坩埚内，再依靠安装在石英坩埚周围的加热器使硅料熔化，后把安装在籽晶夹头上的 籽晶进入熔液，并通过籽晶夹头与石英坩埚的相互逆转进而制造出规定直径和长度的单晶 棒。为了遮蔽熔液的热量，在石英坩埚上方设置围绕单晶棒的热屏。请参阅图1，现有的单晶炉装置通常包括腔体10，腔体10内设置有加热器11、支撑 托盘14，支撑托盘14上设置一个石墨坩埚13、在石墨坩埚13内再嵌入一个石英坩埚12，石 英坩埚12内盛装硅溶液，加热器11使得硅溶解，为避免热量的消散，在石英坩埚12上方设 置有屏罩15，用于隔热。在现有技术当中，石墨坩埚13主要的作用是对石英坩埚12起到限制的作用。但 是仍然存在以下的问题首先，石墨本身的强度较低，因此为了达到符合要求的强度，通常需要将石墨坩埚 的厚度设置较大值，这样不仅重量大，而且冷却时间较长；其次，石墨坩埚是又三块分割开的石墨组件组合在一起的，而硅在加热的过程中， 石英坩埚会发生变形，石墨坩埚的三个组合件之间也会产生分离的状态，就会造成石英坩 埚内部的硅溶液产生波纹等情况，不利于单晶硅的拉出；再次，现有技术通常是将石墨坩埚和石英坩埚套在一起，这样拆装都不方便。此外，现有技术在半导体领域，也有采用C/C复合材料取代石墨，制成与石墨坩埚 形状相同的坩埚替代石墨坩埚承接石英坩埚，但是C/C材料价格昂贵，成本较高。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种单晶硅制造装置，以解决现有技术的单 晶炉、效率低、拆装不便的技术问题。为实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案一种单晶硅制造装置，包括一密闭真空单晶炉、该单晶炉内设置有加热器、加热器 的内侧空间内设置有一支撑托盘，该托盘上直接承接了一个用于盛装硅溶液的石英坩埚， 在该石英坩埚外可拆卸地套接了 一个C/C套筒，该C/C套筒上下开口，底部置于所述支撑托盘上。依照本发明较佳实施例所述的单晶硅制造装置，所述C/C套筒为圆筒状，其内径 与所述石英坩埚的外径尺寸相配合。依照本发明较佳实施例所述的单晶硅制造装置，所述支撑托盘上表面呈凹陷状， 凹陷的尺寸与所述石英坩埚的底面相适应。
依照本发明较佳实施例所述的单晶硅制造装置，所述C/C套筒是一体成型的。由于采用了以上的技术特征，使得本发明相比于现有技术具有如下的优点和积极 效果首先，本发明采用C/C材料制成的套筒，置于支撑托盘上，再将石英坩埚嵌入圆筒 内，直接与支撑托盘接触，这样即C/C材料具有较高的强度，可以在保证强度需要的情况 下，减少厚度，同时减轻了重量，冷却时间也大大缩短，从而提高了效率。其次，本发明采用C/C材料制成的套筒是一体成型的，在石英坩埚加热变形的情 况下也不会变形，不会影响到拉晶时的硅溶液的液面位置。再次，C/C材料的套筒，省却了石墨坩埚的使用，因体积小，成本也可以得到控制， 并且质量轻，拆装方便。当然，实施本发明内容的任何一个具体实施例，并不一定同时达到以上全部的技 术效果。
图1是现有技术单晶炉的结构示意图；图2是本发明提供的单晶制造装置的结构图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于 这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方 案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细 节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。请参考图2，本发明提供一种单晶硅制造装置，包括一密闭真空单晶炉10、该单晶 炉内设置有加热器11、加热器11的内侧空间内设置有一支撑托盘14，该托盘14上直接承 接了一个用于盛装硅溶液的石英坩埚12，在该石英坩埚12外可拆卸地套接了一个C/C套筒 18，该C/C套筒18上下开口，底部置于所述支撑托盘14上。C/C套筒18是由C/C复合材料一体制成的，无拼接设计，具有极高的强度和冷却时 间短的优点，为圆筒状，其内径与所述石英坩埚12的外径尺寸相配合，石英坩埚12可以与 C/C套筒18紧密配合，达到保持石英坩埚12在加热后部会产生变形的作用。支撑托盘14上表面呈凹陷状，凹陷的尺寸与石英坩埚12的底面突出部分相适应， 从而保证了石英坩埚12在支撑托盘14内不会移动。C/C套筒18是一体成型的，上下开口，即可以保证强度，也无需采用石墨坩埚的设 计，仅此不仅省略了石墨坩埚降低了重量，也节约了全部采用C/C材料制成坩埚承接石英 坩埚的成本问题。在安装时，可以先将石英坩埚12置于制成托盘14上，再将C/C套筒套接在石英坩 埚12外侧，也可以先将C/C套筒置于支撑托盘14上，再将石英坩埚12嵌入，安装和拆卸都 非常方便，节省时间。综上所述，使得本发明相比于现有技术具有如下的优点和积极效果首先，本发明采用C/C材料制成的套筒，置于支撑托盘上，再将石英坩埚嵌入圆筒内，直接与支撑托盘接触，这样即C/C材料具有较高的强度，可以在保证强度需要的情况 下，减少厚度，同时减轻了重量，冷却时间也大大缩短，从而提高了效率。其次，本发明采用C/C材料制成的套筒是一体成型的，在石英坩埚加热变形的情 况下也不会变形，不会影响到拉晶时的硅溶液的液面位置。再次，C/C材料的套筒，省却了石墨坩埚的使用，因体积小，成本也可以得到控制， 并且质量轻，拆装方便。本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的 细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式
。显然，根据本说明书的内容，可作很多的 修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实 际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其 全部范围和等效物的限制。
权利要求
1.一种单晶硅制造装置，包括一密闭真空单晶炉、该单晶炉内设置有加热器、加热器的 内侧空间内设置有一支撑托盘，其特征在于，该托盘上直接承接了一个用于盛装硅溶液的 石英坩埚，在该石英坩埚外可拆卸地套接了 一个C/C套筒，该C/C套筒上下开口，底部置于 所述支撑托盘上。
2.如权利要求1所述的单晶硅制造装置，其特征在于，所述C/C套筒为圆筒状，其内径 与所述石英坩埚的外径尺寸相配合。
3.如权利要求1所述的单晶硅制造装置，其特征在于，所述支撑托盘上表面呈凹陷状， 凹陷的尺寸与所述石英坩埚的底面相适应。
4.如权利要求1所述的单晶硅制造装置，其特征在于，所述C/C套筒是一体成型的。
全文摘要
本发明提供一种单晶硅制造装置，包括密闭真空单晶炉、该单晶炉内设置有加热器、加热器的内侧空间内设置有一支撑托盘，该托盘上直接承接了一个用于盛装硅溶液的石英坩埚，在该石英坩埚外可拆卸地套接了一个C/C套筒，该C/C套筒上下开口，底部置于所述支撑托盘上。本发明具有效率高、质量轻拆装方便的优点。
文档编号C30B15/10GK102061516SQ20111002681
公开日2011年5月18日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者渡边健一, 贺贤汉 申请人:上海汉虹精密机械有限公司