專利名稱：一種用于制備單晶硅的籽晶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于單晶硅的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用直拉法制備單晶硅時所使 用的籽晶。
背景技術(shù)：
單晶硅是一種半導(dǎo)體材料，一般用于制備集成電路和其它電子元件，目前制備單 晶硅時普遍采用的方法為直拉法。直拉法制備單晶硅時采用惰性氣體作為保護氣體，一般 采用如下制備方法將高純度的多晶硅裝入石英坩堝內(nèi)，加熱熔化，然后將熔化的多晶硅略 作降溫，給予一定的過冷度，把一支有著特定晶向的單晶硅(稱作籽晶)裝入籽晶夾中，并 使籽晶與多晶硅熔液接觸，通過調(diào)整多晶硅熔液的溫度和籽晶向上的提升速度，使籽晶長 大，當(dāng)單晶硅的直徑接近目標(biāo)直徑時，提高籽晶提升速度，使單晶硅近似等直徑生長，在單 晶硅生長過程的尾期，石英坩堝內(nèi)的多晶硅熔體尚未完全消失，通過增加晶體的提升速度 和調(diào)整石英坩堝內(nèi)的供給熱量，使單晶硅逐漸減小成一個椎體，當(dāng)錐體的尖足夠小時，晶體 就會與多晶硅熔液脫落，從而完成單晶硅的生長過程。直拉法制備單晶硅的過程中采用的籽晶的橫截面形狀一般為正方形或圓形。圖1 為現(xiàn)有技術(shù)的籽晶的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，籽晶1為長條狀結(jié)構(gòu)，從籽晶1側(cè)面上向其 本體內(nèi)開設(shè)有一上部為斜面4的開槽，斜面4與籽晶1的軸向的夾角θ為8°，所述開槽的 下部為與斜面4相接的過渡面5。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的籽晶通過定位銷連在籽晶夾上的剖視 示意圖。如圖2所示，所述開槽用于卡制定位銷3從而將籽晶1通過定位銷3連在籽晶夾2 上，在將籽晶1通過定位銷3連在籽晶夾2上時定位銷3抵于斜面4上。圖3為現(xiàn)有技術(shù) 的籽晶在制備單晶硅時的受力示意圖。如圖3所示，籽晶1通過定位銷3連在籽晶夾2上 時，所述開槽的斜面4受到定位銷3施加的一個垂直于斜面4的力N，通過分析斜面4的受 力情況可知N = F/sin θ，其中F為制備單晶硅時籽晶1所受到的拉力，由于現(xiàn)有技術(shù)的籽 晶1中的θ為8°，所以N大約等于F的7. 19倍，隨著F的增大，當(dāng)N超過籽晶1的斜面4 處所能承受的力時，籽晶1會被折斷，使單晶硅晶棒掉入熔化的多晶硅中，導(dǎo)致單晶硅制備 過程的失敗。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種在制備單晶硅的過程中 不易發(fā)生斷裂的籽晶。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于制備單晶硅的籽晶，所述籽晶為長條 狀結(jié)構(gòu)，從所述籽晶側(cè)面上向其本體內(nèi)開設(shè)有一上部為斜面的開槽，所述開槽用于卡制定 位銷從而將所述籽晶通過定位銷連在籽晶夾上，在將所述籽晶通過定位銷連在所述籽晶夾 上時所述定位銷抵于所述斜面上，所述斜面與所述籽晶的軸向的夾角θ為12° 45°。作為優(yōu)選，所述支撐面與所述籽晶的軸向的夾角θ為。作為優(yōu)選，所述開槽的下部為與所述斜面相接的過渡面，所述過渡面為弧形面。
作為優(yōu)選，所述籽晶的橫截面形狀為正方形或圓形。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果通過增大所述斜面與所述籽晶的軸 向的夾角θ，使得所述定位銷對所述斜面施加的力變小，從而使所述籽晶在制備單晶硅的 過程中不易發(fā)生斷裂，避免了單晶硅制備過程的失敗。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的籽晶的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的籽晶通過定位銷連在籽晶夾上的剖視示意圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)的籽晶在制備單晶硅時的受力示意圖。圖4為本發(fā)明的籽晶的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明的籽晶通過定位銷連在籽晶夾上的剖視示意圖。圖6為本發(fā)明的籽晶在制備單晶硅時的受力示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。圖4為本發(fā)明的籽晶的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，籽晶1為長條狀結(jié)構(gòu)，籽晶1的 橫截面形狀為正方形或圓形，從籽晶1側(cè)面上向其本體內(nèi)開設(shè)有一上部為斜面4的開槽，斜 面4與籽晶1的軸向的夾角θ為28°，所述開槽的下部為與斜面4相接的過渡面5，為了 減小所述開槽的表面所承受的應(yīng)力，將過渡面5設(shè)置成弧形面。圖5為本發(fā)明的籽晶通過定位銷連在籽晶夾上的剖視示意圖。如圖5所示，所述 開槽用于卡制定位銷3從而將籽晶1通過定位銷3連在籽晶夾2上，在將籽晶1通過定位 銷3連在籽晶夾2上時定位銷3抵于斜面4上。圖6為本發(fā)明的籽晶在制備單晶硅時的受力示意圖。如圖6所示，所述開槽的斜 面4受到定位銷3施加的一個垂直于斜面4的力N，通過計算可知N = F/sin θ，其中，F(xiàn)為 制備單晶硅時籽晶1所受到的拉力，θ為28°，所以N大約為F的2.13倍。由此可知，制 備相同大小的單晶硅時，本實施例的籽晶1的開槽的斜面4所承受的力N小于現(xiàn)有技術(shù)的 籽晶的開槽的斜面所承受的力，從而使籽晶1在制備單晶硅的過程中不易發(fā)生斷裂，避免 了單晶硅制備過程的失敗。斜面4與籽晶1的軸向的夾角θ在12° 45°的范圍內(nèi)時均滿足要求，此時籽 晶1的開槽的斜面4所承受的力N均小于現(xiàn)有技術(shù)的籽晶的開槽的斜面所承受的力，使籽 晶1在制備單晶硅的過程中不易發(fā)生斷裂。在本發(fā)明中，斜面4與籽晶1的軸向的夾角θ由現(xiàn)有技術(shù)的8°變?yōu)?2° 45°， 當(dāng)θ增大時，籽晶1側(cè)面上的開槽變深，使得籽晶1的開槽處變細，從而會使得本領(lǐng)域的技 術(shù)人員認(rèn)為籽晶1的強度會下降，會更容易斷裂。然而，導(dǎo)致籽晶1斷裂的主要原因是定位 銷3對籽晶1施加的力N，而籽晶1的粗細對其是否發(fā)生斷裂影響不大。因此，斜面4與籽 晶1的軸向的夾角θ增大時，定位銷3對籽晶1施加的力N減小，從而使籽晶1在制備單 晶硅過程中不容易斷裂，避免了單晶硅制備過程的失敗。以上實施例僅為本發(fā)明的示例性實施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍 由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于制備單晶硅的籽晶，所述籽晶為長條狀結(jié)構(gòu)，從所述籽晶側(cè)面上向其本體 內(nèi)開設(shè)有一上部為斜面的開槽，所述開槽用于卡制定位銷從而將所述籽晶通過定位銷連在 籽晶夾上，在將所述籽晶通過定位銷連在所述籽晶夾上時所述定位銷抵于所述斜面上，其 特征在于，所述斜面與所述籽晶的軸向的夾角θ為12° 45°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備單晶硅的籽晶，其特征在于，所述支撐面與所 述籽晶的軸向的夾角θ為。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于制備單晶硅的籽晶，其特征在于，所述開槽的下 部為與所述斜面相接的過渡面，所述過渡面為弧形面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于制備單晶硅的籽晶，其特征在于，所述籽晶的橫 截面形狀為正方形或圓形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制備單晶硅的籽晶，所述籽晶為長條狀結(jié)構(gòu)，從所述籽晶側(cè)面上向其本體內(nèi)開設(shè)有一上部為斜面的開槽，所述開槽用于卡制定位銷從而將所述籽晶通過定位銷連在籽晶夾上，在將所述籽晶通過定位銷連在所述籽晶夾上時所述定位銷抵于所述斜面上，所述斜面與所述籽晶的軸向的夾角θ為12°～45°。本發(fā)明的籽晶通過增大所述斜面與所述籽晶的軸向的夾角θ，使得所述定位銷對所述斜面施加的力變小，從而使所述籽晶在制備單晶硅的過程中不易發(fā)生斷裂，避免了單晶硅制備過程的失敗。
文檔編號C30B15/36GK102051681SQ201010618259
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者孟濤, 閆永兵 申請人:鎮(zhèn)江榮德新能源科技有限公司