专利名称：一种用于制备单晶硅的籽晶的制作方法
技术领域：
本发明属于单晶硅的制备技术领域，具体涉及一种采用直拉法制备单晶硅时所使 用的籽晶。
背景技术：
单晶硅是一种半导体材料，一般用于制备集成电路和其它电子元件，目前制备单 晶硅时普遍采用的方法为直拉法。直拉法制备单晶硅时采用惰性气体作为保护气体，一般 采用如下制备方法将高纯度的多晶硅装入石英坩埚内，加热熔化，然后将熔化的多晶硅略 作降温，给予一定的过冷度，把一支有着特定晶向的单晶硅(称作籽晶)装入籽晶夹中，并 使籽晶与多晶硅熔液接触，通过调整多晶硅熔液的温度和籽晶向上的提升速度，使籽晶长 大，当单晶硅的直径接近目标直径时，提高籽晶提升速度，使单晶硅近似等直径生长，在单 晶硅生长过程的尾期，石英坩埚内的多晶硅熔体尚未完全消失，通过增加晶体的提升速度 和调整石英坩埚内的供给热量，使单晶硅逐渐减小成一个椎体，当锥体的尖足够小时，晶体 就会与多晶硅熔液脱落，从而完成单晶硅的生长过程。直拉法制备单晶硅的过程中采用的籽晶的横截面形状一般为正方形或圆形。图1 为现有技术的籽晶的结构示意图。如图1所示，籽晶1为长条状结构，从籽晶1侧面上向其 本体内开设有一上部为斜面4的开槽，斜面4与籽晶1的轴向的夹角θ为8°，所述开槽的 下部为与斜面4相接的过渡面5。图2为现有技术的籽晶通过定位销连在籽晶夹上的剖视 示意图。如图2所示，所述开槽用于卡制定位销3从而将籽晶1通过定位销3连在籽晶夹2 上，在将籽晶1通过定位销3连在籽晶夹2上时定位销3抵于斜面4上。图3为现有技术 的籽晶在制备单晶硅时的受力示意图。如图3所示，籽晶1通过定位销3连在籽晶夹2上 时，所述开槽的斜面4受到定位销3施加的一个垂直于斜面4的力N，通过分析斜面4的受 力情况可知N = F/sin θ，其中F为制备单晶硅时籽晶1所受到的拉力，由于现有技术的籽 晶1中的θ为8°，所以N大约等于F的7. 19倍，随着F的增大，当N超过籽晶1的斜面4 处所能承受的力时，籽晶1会被折断，使单晶硅晶棒掉入熔化的多晶硅中，导致单晶硅制备 过程的失败。
发明内容
为了解决现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种在制备单晶硅的过程中 不易发生断裂的籽晶。为了实现上述目的，本发明提供了一种用于制备单晶硅的籽晶，所述籽晶为长条 状结构，从所述籽晶侧面上向其本体内开设有一上部为斜面的开槽，所述开槽用于卡制定 位销从而将所述籽晶通过定位销连在籽晶夹上，在将所述籽晶通过定位销连在所述籽晶夹 上时所述定位销抵于所述斜面上，所述斜面与所述籽晶的轴向的夹角θ为12° 45°。作为优选，所述支撑面与所述籽晶的轴向的夹角θ为。作为优选，所述开槽的下部为与所述斜面相接的过渡面，所述过渡面为弧形面。
作为优选，所述籽晶的横截面形状为正方形或圆形。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果通过增大所述斜面与所述籽晶的轴 向的夹角θ，使得所述定位销对所述斜面施加的力变小，从而使所述籽晶在制备单晶硅的 过程中不易发生断裂，避免了单晶硅制备过程的失败。
图1为现有技术的籽晶的结构示意图。图2为现有技术的籽晶通过定位销连在籽晶夹上的剖视示意图。图3为现有技术的籽晶在制备单晶硅时的受力示意图。图4为本发明的籽晶的结构示意图。图5为本发明的籽晶通过定位销连在籽晶夹上的剖视示意图。图6为本发明的籽晶在制备单晶硅时的受力示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。图4为本发明的籽晶的结构示意图。如图4所示，籽晶1为长条状结构，籽晶1的 横截面形状为正方形或圆形，从籽晶1侧面上向其本体内开设有一上部为斜面4的开槽，斜 面4与籽晶1的轴向的夹角θ为28°，所述开槽的下部为与斜面4相接的过渡面5，为了 减小所述开槽的表面所承受的应力，将过渡面5设置成弧形面。图5为本发明的籽晶通过定位销连在籽晶夹上的剖视示意图。如图5所示，所述 开槽用于卡制定位销3从而将籽晶1通过定位销3连在籽晶夹2上，在将籽晶1通过定位 销3连在籽晶夹2上时定位销3抵于斜面4上。图6为本发明的籽晶在制备单晶硅时的受力示意图。如图6所示，所述开槽的斜 面4受到定位销3施加的一个垂直于斜面4的力N，通过计算可知N = F/sin θ，其中，F为 制备单晶硅时籽晶1所受到的拉力，θ为28°，所以N大约为F的2.13倍。由此可知，制 备相同大小的单晶硅时，本实施例的籽晶1的开槽的斜面4所承受的力N小于现有技术的 籽晶的开槽的斜面所承受的力，从而使籽晶1在制备单晶硅的过程中不易发生断裂，避免 了单晶硅制备过程的失败。斜面4与籽晶1的轴向的夹角θ在12° 45°的范围内时均满足要求，此时籽 晶1的开槽的斜面4所承受的力N均小于现有技术的籽晶的开槽的斜面所承受的力，使籽 晶1在制备单晶硅的过程中不易发生断裂。在本发明中，斜面4与籽晶1的轴向的夹角θ由现有技术的8°变为12° 45°， 当θ增大时，籽晶1侧面上的开槽变深，使得籽晶1的开槽处变细，从而会使得本领域的技 术人员认为籽晶1的强度会下降，会更容易断裂。然而，导致籽晶1断裂的主要原因是定位 销3对籽晶1施加的力N，而籽晶1的粗细对其是否发生断裂影响不大。因此，斜面4与籽 晶1的轴向的夹角θ增大时，定位销3对籽晶1施加的力N减小，从而使籽晶1在制备单 晶硅过程中不容易断裂，避免了单晶硅制备过程的失败。以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围 由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种用于制备单晶硅的籽晶，所述籽晶为长条状结构，从所述籽晶侧面上向其本体 内开设有一上部为斜面的开槽，所述开槽用于卡制定位销从而将所述籽晶通过定位销连在 籽晶夹上，在将所述籽晶通过定位销连在所述籽晶夹上时所述定位销抵于所述斜面上，其 特征在于，所述斜面与所述籽晶的轴向的夹角θ为12° 45°。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备单晶硅的籽晶，其特征在于，所述支撑面与所 述籽晶的轴向的夹角θ为。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于制备单晶硅的籽晶，其特征在于，所述开槽的下 部为与所述斜面相接的过渡面，所述过渡面为弧形面。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于制备单晶硅的籽晶，其特征在于，所述籽晶的横 截面形状为正方形或圆形。
全文摘要
本发明公开了一种用于制备单晶硅的籽晶，所述籽晶为长条状结构，从所述籽晶侧面上向其本体内开设有一上部为斜面的开槽，所述开槽用于卡制定位销从而将所述籽晶通过定位销连在籽晶夹上，在将所述籽晶通过定位销连在所述籽晶夹上时所述定位销抵于所述斜面上，所述斜面与所述籽晶的轴向的夹角θ为12°～45°。本发明的籽晶通过增大所述斜面与所述籽晶的轴向的夹角θ，使得所述定位销对所述斜面施加的力变小，从而使所述籽晶在制备单晶硅的过程中不易发生断裂，避免了单晶硅制备过程的失败。
文档编号C30B15/36GK102051681SQ201010618259
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者孟涛, 闫永兵 申请人:镇江荣德新能源科技有限公司