单晶硅提拉装置的热屏蔽部件
技术领域
本发明涉及一种设置于提拉培育单晶硅棒的装置的热屏蔽部件。
背景技术
以往，作为这种单晶硅提拉装置，公开有如下提拉装置：在腔室内容纳有储存硅熔液的石英坩埚，且在单晶硅棒的外周面与石英坩埚的内周面之间以包围单晶硅棒的方式插入有热屏蔽部件（日本特公昭57-40119号）。该装置中的热屏蔽部件具有筒部，所述筒部包围被提拉的单晶硅棒的外周面且下端与硅熔液表面隔开间隔而位于上方并遮挡来自加热器的辐射热。
在该装置中，若从硅熔液提拉单晶硅棒，则硅熔液的液面逐渐下降而露出石英坩埚的内周壁，来自该露出的石英坩埚的内周壁的辐射热朝向单晶硅棒的外周面。热屏蔽部件通过遮挡该辐射热来防止辐射热到达单晶硅棒的外周面，从而促进提拉中的单晶硅棒的凝固，使单晶硅棒迅速冷却。
并且，作为这种热屏蔽部件，公开有筒部形成为多层结构的热屏蔽部件，该多层结构包含：具有辐射热的温度区域中的耐热性的石墨等母材；和包覆该母材的单晶硅棒侧的表面且辐射率小于母材的辐射率的石英等包覆材料（日本特开平8-325090）。在如此构成的热屏蔽部件中，由于将热辐射率大的母材用热辐射率小于该母材的热辐射率的包覆材料进行包覆，因此能够提高对单晶硅棒的坩埚及加热器的辐射热的隔断效果。其结果，能够通过促进单晶硅棒的冷却而增大提拉速度，从而能够提高单晶硅棒的生产率。
发明内容
但是，在日本特开平8-325090号公报所示的单晶提拉装置中的热屏蔽部件中，从硅熔液提拉的单晶硅棒中的硅熔液附近的温度分布因来自单晶硅棒的外周面的放热量多，因此在中心部最高，随着朝向外周面而逐渐降低，在外周部急剧降低。另一方面，可预想若单晶硅棒的大口径化进展，则上述单晶硅棒的中心部与外周部的温度差会变得更大。因此，有可能在单晶硅棒中产生基于上述温度差的热应力。
本发明的目的在于提供一种能够通过阻止从硅熔液提拉中的单晶硅棒的外周部的急剧的温度下降来抑制单晶硅棒中的热应力的产生的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件。
技术方案1所涉及的发明为热屏蔽部件的改良，如图2所示，所述热屏蔽部件设置于从储存于石英坩埚13的硅熔液12提拉单晶硅棒25的装置，并且具有筒部37，所述筒部37包围单晶硅棒25的外周面且下端与硅熔液12的表面隔开间隔而位于上方并遮挡来自加热器18的辐射热。
其具有特征的结构在于，如图1所示，在筒部37的下部设置有沿筒内的方向隆起的隆起部41，隆起部41由如下构成：环状的底壁42，与筒部37的下缘连接且沿水平延伸而到达单晶硅棒25的外周面附近；筒状的纵壁44，相对于单晶硅棒25的轴心线平行地或以-30度以上且+30度以下的角度倾斜地延伸且与单晶硅棒25的外周面隔开指定的间隔而与底壁42的内缘连接设置；及圆锥状的上壁46，形成为与纵壁44的上缘连接设置且随着朝向上方而直径变大，并且上缘与筒部37的内周面抵接，在由筒部37的下部、底壁42、纵壁44及上壁46围住的隆起部41的内部填充有蓄热部件47。
技术方案2所涉及的发明为热屏蔽部件的改良，如图2所示，所述热屏蔽部件设置于从储存于石英坩埚13的硅熔液12提拉单晶硅棒25的装置，并且具有筒部37，所述筒部37包围单晶硅棒25的外周面且下端与硅熔液12的表面隔开间隔而位于上方并遮挡来自加热器18的辐射热。
其具有特征的结构在于，如图8及图9所示，在筒部37的下部设置有沿筒内的方向隆起的隆起部41，隆起部41由如下构成：圆锥状的底壁42，形成为外缘与筒部37的下缘连接且相对于水平面以超过0度且80度以下的角度α或θ随着朝向下方或上方而直径较小，并且内缘到达单晶硅棒的外周面附近；筒状的纵壁44，相对于单晶硅棒的轴心线平行地或以-30度以上且+30度以下的角度倾斜地延伸且与单晶硅棒的外周面隔开指定的间隔而与底壁42的内缘连接设置；及圆锥状的上壁46，形成为与纵壁44的上缘连接设置且随着朝向上方而直径变大，并且上缘与筒部37的内周面抵接，在由筒部37的下部、底壁42、纵壁44及上壁46围住的隆起部41的内部填充有蓄热部件47。
技术方案3所涉及的发明为热屏蔽部件的改良，如图2所示，所述热屏蔽部件设置于从储存于石英坩埚13的硅熔液12提拉单晶硅棒25的装置，并且具有筒部37，所述筒部37包围单晶硅棒25的外周面且下端与硅熔液12的表面隔开间隔而位于上方并遮挡来自加热器18的辐射热。
其具有特征的结构在于，如图10所示，在筒部37的下部设置有沿筒内的方向隆起的隆起部41，隆起部41由如下构成：外底壁42a，形成为外缘与筒部37的下缘连接且相对于水平面以超过0度且80度以下的角度α随着朝向下方而直径较小；内底壁42b，形成为外缘与该外底壁42a的下缘连接且相对于水平面以超过0度且80度以下的角度θ随着朝向上方而直径较小，并且内缘到达单晶硅棒的外周面附近；筒状的纵壁44，相对于单晶硅棒的轴心线平行地或以-30度以上且+30度以下的角度倾斜地延伸且与单晶硅棒的外周面隔开指定的间隔而与内底壁42b的内缘连接设置；及圆锥状的上壁46，形成为与纵壁44的上缘连接设置且随着朝向上方而直径变大，并且上缘与筒部37的内周面抵接，在由筒部37的下部、外底壁42a、内底壁42b、纵壁44及上壁46围住的隆起部41的内部填充有蓄热部件47。
在现有的单晶硅的提拉装置中的热屏蔽部件中，从硅熔液提拉的单晶硅棒中的硅熔液附近的温度分布在中心部最高，随着朝向外周面而逐渐降低，在外周部急剧降低。但是，在技术方案1至3中所记载的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件中，来自单晶硅棒25的放热被形成隆起部41的纵壁44反射，或者隆起部41本身的温度通过高温的加热器18及硅熔液12而上升从而来自单晶硅棒25的放热被得到抑制，由此能够阻止单晶硅棒25的外周部的急剧的温度下降。其结果，单晶硅棒25中的温度分布从中心朝向外周面变得大致均匀，即单晶硅棒25中的垂直方向温度梯度的径向分布变得大致均匀，因此能够抑制单晶硅棒25中的热应力的产生。
另外，圆锥状的上壁46使得在单晶硅棒25的外周面与筒部37的内周面之间流下的惰性气体顺畅地引向硅熔液12与隆起部41之间，蓄热部件47将从硅熔液12到达隆起部41的辐射热蓄热而有效地阻止单晶硅棒25的外周部的温度下降。
技术方案4所涉及的发明为技术方案1所涉及的发明的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件，所述单晶硅提拉装置的热屏蔽部件如下形成：在纵壁44与底壁42交叉的部分设置有圆锥状的内侧倾斜壁43，所述圆锥状的内侧倾斜壁43形成为相对于底壁42的下表面以超过0度且80度以下的角度θ随着朝向上方而直径较小，将单晶棒25的直径设为d，将纵壁44的下缘与底壁42的下表面的垂直距离设为L1时，内侧倾斜壁43成为0≤L1≤d/2。
在该技术方案4所述的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件中，来自单晶硅棒25的尤其固液界面附近的放热被内侧倾斜壁43反射，能够阻止单晶硅棒25的尤其固液界面附近的外周部的急剧的温度下降。若该技术方案2所述的内侧倾斜壁43的倾斜角θ超过80度，则抑制从硅熔液12提拉中的单晶硅棒25的外周部的急剧的温度下降的效果下降。
技术方案5所涉及的发明为技术方案1或4所涉及的发明的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件，所述单晶硅提拉装置的热屏蔽部件如下形成：在筒部37与底壁42交叉的部分设置有圆锥状的外侧倾斜壁45，所述圆锥状的外侧倾斜壁45形成为相对于底壁42的下表面以超过0度且80度以下的角度α随着朝向下方而直径较小，将单晶棒25的直径设为d，将筒部37的下缘与底壁42的下表面的垂直距离设为L2时，外侧倾斜壁45成为0≤L2≤d/2。
在该技术方案5所述的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件中，由外侧倾斜壁45接受来自硅熔液12或石英坩埚13的放热而隆起部41本身的温度上升，由此能够阻止单晶硅棒25的固液界面附近的外周部的急剧的温度下降。
技术方案6所涉及的发明为技术方案1至5中任一项所涉及的发明的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件，其中，将单晶棒25的直径设为d时，纵壁44的高度H为10mm以上且d/2以下。
在该技术方案6所述的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件中，通过来自单晶硅棒25的放热被纵壁44反射、以及利用来自加热器18和硅熔液12的辐射热而与蓄热部件47一同温度上升的纵壁44来阻止从硅熔液12提拉中的单晶硅棒25的外周部的急剧的温度下降。若纵壁44的高度H小于10mm，则放热的反射作用减小，若超过d/2，则隆起部41大型化。
技术方案7所涉及的发明为技术方案1至6中任一项所涉及的发明的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件，其中，单晶硅棒25的外周面与纵壁44的间隔W1为10mm以上且30mm以下。
在该技术方案7所述的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件中，纵壁44有效地反射来自单晶硅棒25的放热而阻止单晶硅棒25的外周部的急剧的温度下降。若单晶硅棒25的外周面与纵壁44的间隔W1小于10mm，则有可能在提拉途中单晶硅棒25与纵壁44接触，若超过30mm，则被纵壁44反射的来自单晶硅棒25的放热量减少。
技术方案8所涉及的发明为技术方案1至7中任一项所涉及的发明的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件，其中，将筒部37的下缘的外径设为D1，将石英坩埚13的内径设为D2，将单晶棒25的直径设为d时，具有1.65d＜D1＜D2的关系。
在该技术方案8所述的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件中，通过筒部37的下缘的外径D1超过1.65d，可形成通过反射放热或温度上升来阻止单晶硅棒25的外周部的急剧的温度下降的足够的隆起部41。若外径D1为1.65d以下，则无法得到足够的隆起部41，若为D2以上，则会与石英坩埚13接触。
技术方案9所涉及的发明为技术方案1至8中任一项所涉及的发明的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件，其中，如图4所示，筒部37形成为随着朝向下方而直径较小。
在该技术方案9所述的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件中，形成为随着朝向下方而直径较小的筒部37使得在该筒部37与单晶硅棒25的外周面之间流下的惰性气体顺畅地引向硅熔液12与隆起部41之间。
技术方案10所涉及的发明为技术方案1至9中任一项所涉及的发明的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件，其中，如图5所示，筒部37具有内筒部件37a、外筒部件37b及填充于内筒部件37a与外筒部件37b之间的绝热材料37c。
在该技术方案10所述的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件中，有效地遮挡从石英坩埚13的内周壁朝向单晶硅棒25的辐射热，并促进越过隆起部41而提拉的单晶硅棒25的凝固。
技术方案11所涉及的发明为技术方案1至10中任一项所涉及的发明的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件，其中，如图3所示，外周缘与筒部37或外侧倾斜壁45连接且内周缘与纵壁44或内侧倾斜壁43连接的1个或2个以上的环状的传热部件48以横穿隆起部41的内部的方式设置。
在该技术方案11所述的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件中，将被加热器18被加热或被来自石英坩埚13的内周壁的辐射热加热的筒部37或外侧倾斜壁45的热，由传热部件48传递到纵壁44或内侧倾斜壁43而使纵壁44及内侧倾斜壁43的温度上升。温度上升的纵壁44或内侧倾斜壁43抑制来自单晶硅棒25的放热，从而阻止单晶硅棒25的外周部的急剧的温度下降。其结果，单晶硅棒25中的温度分布从中心朝向外周面变得大致均匀，且单晶硅棒25中的垂直方向温度梯度的径向分布变得大致均匀，因此能够有效地抑制单晶硅棒25中的热应力的产生。
发明效果
如以上叙述，根据本发明，在筒部的下部设置沿筒内的方向隆起的隆起部，将隆起部由如下构成：环状或圆锥状的底壁，与筒部的下缘连接且水平地或倾斜地延伸而到达单晶硅棒的外周面附近；筒状的纵壁，与单晶硅棒的外周面隔开指定的间隔而与底壁的内缘连接设置；及圆锥状的上壁，形成为与纵壁的上缘连接设置且随着朝向上方而直径变大，并且上缘与筒部的内周面抵接，在由筒部的下部、底壁、纵壁及上壁围住的隆起部的内部填充有蓄热部件，因此，来自单晶硅棒的放热被形成隆起部的纵壁反射，或者隆起部本身的温度通过高温的硅熔液而上升从而来自单晶硅棒的放热得到抑制，能够阻止单晶硅棒的外周部的急剧的温度下降。其结果，单晶硅棒中的温度分布从中心朝向外周面变得大致均匀，即单晶硅棒中的垂直方向的温度梯度的径向分布变得大致均匀。因此，能够抑制单晶硅棒中的热应力的产生，因此滑移发生或位错化得到改善。
附图说明
图1是表示本发明单晶硅提拉装置的热屏蔽部件的图2的A部放大剖视图。
图2是该单晶硅提拉装置的截面结构图。
图3是表示本发明的另一实施方式的对应于图1的剖视图。
图4是表示筒部形成为朝向下方而直径较小的热屏蔽部件的剖视图。
图5是表示具有填充有绝热材料的筒部的热屏蔽部件的对应于图4的剖视图。
图6是表示未设置外侧倾斜壁且将内侧倾斜壁形成为比较大的热屏蔽部件的对应于图4的剖视图。
图7是表示未设置内侧倾斜壁且将外侧倾斜壁形成为比较大的热屏蔽部件的对应于图4的剖视图。
图8是表示未设置内侧倾斜壁及外侧倾斜壁且将底壁形成为随着朝向下方而直径小的圆锥状的热屏蔽部件的对应于图4的剖视图。
图9是表示未设置内侧倾斜壁及外侧倾斜壁且将底壁形成为随着朝向上方而直径小的圆锥状的热屏蔽部件的对应于图4的剖视图。
图10是表示具有外底壁和内底壁的热屏蔽部件的对应于图4的剖视图。
图11是表示G（从硅熔液表面起至高度30mm为止的单晶硅棒各部的垂直方向温度梯度的平均值）/Gc（从硅熔液表面起至高度30mm为止的单晶硅棒中心的垂直方向温度梯度的平均值）相对于从单晶硅棒的中心朝径向的距离的变化的图。
具体实施方式
接着，根据附图对本发明的第1实施方式进行说明。
如图2所示，在单晶硅的提拉装置10的腔室11内设置有储存硅熔液12的石英坩埚13，该石英坩埚13的外表面被石墨基座14包覆。石英坩埚13的下表面经由上述石墨基座14固定于支轴16的上端，该支轴16的下部与坩埚驱动机构17连接。坩埚驱动机构17具有未图示的使石英坩埚13旋转的第1旋转用马达和使石英坩埚13升降的升降用马达，通过这些马达，石英坩埚13能够沿指定的方向旋转，并且能够沿上下方向移动。石英坩埚13的外周面与石英坩埚13隔开指定的间隔而被加热器18包围，该加热器18被保温筒19包围。加热器18将投入到石英坩埚13的高纯度的硅多晶体加热并熔解而制成硅熔液12。
并且，在腔室11的上端连接有圆筒状的外壳21。在该外壳21设置有提拉机构22。提拉机构22具有：提拉头（未图示），以能够在水平状态下回转的方式设置于外壳21的上端部；第2旋转用马达（未图示），使该头旋转；钢丝绳23，从头朝向石英坩埚13的旋转中心垂下；及提拉用马达（未图示），设置于上述头内并卷取或卷出钢丝绳23。在钢丝绳23的下端安装有用于浸渍于硅熔液12中以提拉单晶硅棒25的籽晶24。
另外，在腔室11上连接有向该腔室11的单晶硅棒侧供给惰性气体且从腔室11的坩埚内周面侧排出上述惰性气体的供排气机构28。供排气机构28具有：供给管29，一端与外壳21的周壁连接且另一端与储存上述惰性气体的气罐（未图示）连接；及排出管30，一端与腔室11的下壁连接且另一端与真空泵（未图示）连接。在供给管29上设置有调整流过管29的惰性气体的流量的第1流量调整阀31，在排出管30上设置有调整流过管30的惰性气体的流量的第2流量调整阀32。
另一方面，在提拉用马达的输出轴（未图示）设置有旋转式编码器（未图示），在坩埚驱动机构17设置有检测石英坩埚13内的硅熔液12的重量的重量传感器（未图示）和检测支轴16的升降位置的直线式编码器（未图示）。旋转式编码器、重量传感器及直线式编码器的各检测输出与控制器（未图示）的控制输入连接，控制器的控制输出分别与提拉机构22的提拉用马达及坩埚驱动机构的升降用马达连接。并且，控制器中设置有存储器（未图示），该存储器中存储与旋转式编码器的检测输出对应的钢丝绳23的卷取长度，即单晶硅棒25的提拉长度作为第1分布图，并且存储与重量传感器的检测输出对应的石英坩埚13内的硅熔液12的液面水平作为第2分布图。控制器构成为根据重量传感器的检测输出控制坩埚驱动机构17的升降用马达，以使石英坩埚13内的硅熔液12的液面始终保持一定的水平。
在单晶硅棒25的外周面与石英坩埚13的内周面之间设置有包围单晶硅棒25的外周面的热屏蔽部件36。该热屏蔽部件36具有形成为圆筒状且遮挡来自加热器18的辐射热的筒部37和与该筒部37的上缘连接设置且向外方大致水平方向突出的凸缘部38。通过将上述凸缘部38载置于保温筒19上，热屏蔽部件36以筒部37的下缘与硅熔液12的表面隔开指定的距离而位于上方的方式固定于腔室11内。热屏蔽部件36由Mo（钼）、W（钨）、C（碳）形成或者由表面涂布有SiC的石墨等形成。筒部37为相同直径的管状体或者形成为随着朝向下方而直径较小的管状体，并且如下形成，即，将筒部37的下缘的外径设为D1，将石英坩埚13的内径设为D2，将单晶硅棒25的直径设为d时，具有1.65d＜D1＜D2的关系。
图1所示的筒部37为相同直径的筒状体，在筒部37的下部设置有沿筒内的方向隆起的隆起部41。该隆起部41由如下构成：环状的底壁42，与筒部37的下缘连接且沿水平延伸而到达单晶硅棒25的外周面附近；纵壁44，与底壁42的内缘连接设置；及圆锥状的上壁46，形成为与该纵壁44的上缘连接设置且随着朝向上方而直径变大。在纵壁44与底壁42交叉的部分设置有形成为随着朝向上方而直径较小的内侧倾斜壁43，在筒部37与底壁42交叉的部分设置有形成为随着朝向下方而直径较小的外侧倾斜壁45。内侧倾斜壁43及外侧倾斜壁45分别相对于底壁42的下表面以超过0度且80度以下的角度θ、α、优选5～30度范围内的角度形成为圆锥状。
在该实施方式中，筒部37、外侧倾斜壁45、底壁42及内侧倾斜壁43形成为一体。另外，内侧倾斜壁43及外侧倾斜壁45如下形成：将被提拉的单晶棒25的直径设为d时，纵壁44的下缘与底壁42的下表面的垂直距离L1、筒部37的下缘与底壁42的下表面的垂直距离L2分别成为超过0且d/2以下，且单晶硅棒25的外周面与纵壁44的间隔W1成为10mm以上且30mm以下。在该情况下，隆起部41的宽度W2优选为50mm以上，纵壁44的内表面与底壁42的内缘的水平距离W3、筒部37的外表面与底壁42的外缘的水平距离W4分别成为0mm以上且小于W2的范围内。另外，间隔W1的优选值为15～20mm。
纵壁44形成为其高度H为10mm以上且100mm以下，并且形成为相对于单晶硅棒25的轴心线平行地或以-30度以上且+30度以下的角度倾斜地延伸。-30度表示相对于轴心线保持30度的角度且形成为随着朝向上方而直径变小，+30度表示相对于轴心线保持30度的角度且形成为随着朝向上方而直径变大，优选相对于单晶硅棒25的轴心线平行地形成，即纵壁44垂直地形成。另外，上述垂直距离L1、L2、间隔W1及高度H可以根据被提拉的单晶硅棒25的直径适当确定。圆锥状的上壁46形成为随着朝向上方而直径变大，并且构成为上缘与筒部37的内周面抵接。另外，在由筒部37的下部、底壁42、纵壁44及上壁46围住的隆起部41的内部填充有包含碳纤维的毡材料作为蓄热部件47。纵壁44与上壁46形成为一体，在由筒部37的下部、外侧倾斜壁25、底壁42及内侧倾斜壁43围住的空间填充蓄热部件47之后，利用螺丝或销等固定于内侧倾斜壁43及筒部37。
对如此构成的单晶硅的提拉装置的动作进行说明。
在现有的单晶硅的提拉装置中的热屏蔽部件中，若从硅熔液12以指定的提拉速度提拉单晶硅棒25，则该单晶硅棒25中的硅熔液12附近的温度分布因来自单晶硅棒25的外周面的放热量多，因此在中心部最高，随着朝向外周面而逐渐降低，在外周部急剧降低。
但是，在本实施方式的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件36中，通过来自高温的硅熔液12的辐射热而隆起部41的温度上升，或者通过由隆起部41中的内侧倾斜壁43及纵壁44反射来自单晶硅棒25的放热，由此来自单晶硅棒25的急剧的放热得到抑制。其结果，能够阻止单晶硅棒25的外周部的急剧的温度下降。因此，单晶硅棒25中的温度分布从中心朝向外周面变得大致均匀，即单晶硅棒25中的垂直方向的温度梯度的径向分布变得大致均匀，因此能够抑制单晶硅棒25中的热应力的产生，滑移发生或位错化得到改善。
图3表示本发明的第2实施方式。在图3中，与图1相同的附图标记表示相同组件。
在该实施方式中，外周缘与筒部37或外侧倾斜壁45连接且内周缘与纵壁44或内侧倾斜壁43连接的2个环状的传热部件48以横穿隆起部41的内部的方式设置。传热部件48在填充蓄热部件47时与该蓄热部件47一同安装于由形成为一体的筒部37的下部、外侧倾斜壁45、底壁42及内侧倾斜壁43围住的空间。然后，将另外形成为一体的纵壁44及上壁46利用螺丝或销等固定于内侧倾斜壁43及筒部37，由此传热部件48以横穿隆起部41的内部的方式设置。如此设置的传热部件48的外周缘与筒部37连接，传热部件48的内周缘与纵壁44或内侧倾斜壁43连接。
在如此构成的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件36中，将被加热器18所产生的热或被来自石英坩埚13的内周壁的辐射热加热的筒部37或外侧倾斜壁45的热，由传热部件48传递到纵壁44或内侧倾斜壁43而有效地使纵壁44及内侧倾斜壁43的温度上升。温度上升的纵壁44或内侧倾斜壁43抑制来自单晶硅棒25的放热，从而阻止单晶硅棒25的外周部的急剧的温度下降。另外，传热部件48并不限定于图示的2片，也可以为1片或3片或者4片。并且，各传热部件48的每1片的厚度优选根据所设置的片数而加减，优选在6～9mm的范围内。上述以外的动作与第1实施方式的动作大致相同，因此省略重复说明。
另外，在上述实施方式中，将热屏蔽部件的筒部37形成为圆筒状，但如图4所示，筒部37也可以形成为随着朝向下方而直径变小的中空的圆锥台状，如图5所示，筒部37可以具有内筒部件37a、外筒部件37b及填充于内筒部件37a与外筒部件37b之间的绝热材料37c。若将筒部37形成为随着朝向下方而直径较小，则能够将在该筒部37与单晶硅棒25的外周面之间流下的惰性气体顺畅地引向硅熔液12与隆起部41之间，如图5所示，若将绝热材料37c以双重结构填充于筒部37，则能够有效地遮挡从石英坩埚13的内周壁朝向单晶硅棒25的辐射热。
并且，在上述实施方式中，在纵壁44与底壁42交叉的部分设置了内侧倾斜壁43，在筒部37与底壁42交叉的部分设置了外侧倾斜壁45，但如图6所示，也可以不设置外侧倾斜壁而在纵壁44与底壁42交叉的部分仅设置内侧倾斜壁43，如图7所示，也可以不设置内侧倾斜壁而在筒部37与底壁42交叉的部分仅设置外侧倾斜壁45。并且，也可以不设置内侧倾斜壁43及外侧倾斜壁45双方而将外缘与筒部37的下缘连接且内缘到达单晶硅棒的外周面附近的底壁42本身设为圆锥状，由此，如图8所示，可以将底壁42形成为相对于水平面以超过0度且80度以下的角度α随着朝向下方而使直径较小，或者如图9所示，可以形成为相对于水平面以超过0度且80度以下的角度θ随着朝向上方而使直径较小。
另外，底壁也可以组合有圆锥形状。即，如图10所示，也可以将形成为相对于水平面以超过0度且80度以下的角度α随着朝向下方而直径较小的外底壁42a的外缘与筒部37的下缘连接，并且将形成为相对于水平面以超过0度且80度以下的角度θ随着朝向上方而直径较小且内缘到达单晶硅棒的外周面附近的内底壁42b的外缘与该外底壁42a的下缘连接。即使为这种热屏蔽部件，来自单晶硅棒25的放热也会被形成隆起部41的纵壁44反射，或者隆起部41本身的温度通过高温的加热器18及硅熔液12而上升从而来自单晶硅棒25的放热也会得到抑制，能够阻止单晶硅棒25的外周部的急剧的温度下降。
实施例
接着，对本发明的实施例与比较例一同进行详细说明。
＜实施例1＞
将如图1及图2所示的单晶硅提拉装置的热屏蔽部件36的筒部37的内径及高度分别设为410mm及420mm，在筒部37的下部设置了由外侧倾斜壁45、底壁42、内侧倾斜壁43、纵壁44及上壁46构成的隆起部41。将纵壁44设为倾斜角为0度的筒状体，将纵壁44的内径及高度分别设为250mm及40mm。将内侧倾斜壁43的下端内径、倾斜角θ及垂直距离L分别设为330mm、45度及40mm，将外侧倾斜壁45的倾斜角α及垂直距离L分别设为45度及40mm。并且，将底壁42的下表面与硅熔液12的间隔设为35mm，将纵壁44与单晶硅棒25的间隔W1设为20mm。另外，37、45、42、43、44及46全部由碳形成。将如此构成的提拉装置的热屏蔽部件设为实施例1。
＜实施例2＞
如图3所示，外周缘分别与筒部37及外侧倾斜壁45连接且内周缘与纵壁44及内侧倾斜壁43连接的2个环状的传热部件48以横穿隆起部41的内部的方式设置，除此以外，将热屏蔽部件与上述实施例1相同地构成。将该提拉装置的热屏蔽部件设为实施例2。
＜比较例1＞
虽未图示，但在筒部37的下部未设置隆起部41，除此以外，将提拉装置与上述实施例1相同地构成。将该提拉装置设为比较例1。
＜比较试验及评价＞
在实施例1、实施例2及比较例1的各提拉装置中，利用热传导分析程序模拟计算将直径210mm的单晶硅棒提拉400mm时的单晶硅棒中的温度分布，并进行了比较。求出从硅熔液表面起至高度30mm为止的单晶硅棒各部的垂直方向温度梯度的平均值G和从硅熔液表面起至高度30mm为止的单晶硅棒中心的垂直方向温度梯度的平均值Gc，并求出了G/Gc相对于从单晶硅棒的中心朝径向的距离的变化。将其结果示于图11。
根据图11明确可知，在实施例1及实施例2中，与比较例1相比，G/Gc的值在硅外周面也没有急剧上升，且接近水平，即垂直方向温度梯度的径向分布变得大致均匀。这是因为，在实施例1及实施例2中，通过来自硅熔液的辐射热而隆起部41的温度上升，由此来自单晶硅棒的急剧的放热通过隆起部41得到抑制，能够阻止单晶硅棒25的外周部的急剧的温度下降。并且，与实施例1相比，实施例2的垂直方向温度梯度的径向分布变得更均匀。认为这是因为，从加热器18或石英坩埚13的内周壁到达筒部37或外侧倾斜壁45的辐射热在传热部件48中传导而使纵壁44或内侧倾斜壁43的温度上升，从而来自单晶硅棒25的放热进一步得到抑制。
并且，若在纵壁与底壁交叉的部分设置形成为随着朝向上方而直径较小的圆锥状的内侧倾斜壁，则来自单晶硅棒的尤其固液界面附近的放热被内侧倾斜壁反射，能够阻止单晶硅棒的尤其固液界面附近的外周部的急剧的温度下降，若在筒部与底壁交叉的部分设置形成为随着朝向下方而直径较小的圆锥状的外侧倾斜壁，则由外侧倾斜壁接受来自硅熔液或石英坩埚的放热，能够使隆起部本身的温度进一步上升。
另外，若将单晶硅棒的外周面与纵壁的间隔设为10mm以上且30mm以下，则纵壁不会与单晶硅棒接触且能够有效地反射来自单晶硅棒的放热。若将外周缘与筒部或外侧倾斜壁连接且内周缘与纵壁或内侧倾斜壁连接的1个或2个以上的环状的传热部件以横穿隆起部的内部的方式设置，则能够将被来自加热器或石英坩埚的内周壁的辐射热加热的筒部或外侧倾斜壁的热，由传热部件传递到纵壁或内侧倾斜壁而使纵壁及内侧倾斜壁的温度有效地上升，从而能够进一步抑制来自单晶硅棒的放热。其结果，从硅熔液提拉中的单晶硅棒的外周部的急剧的温度下降通过比较高温的隆起部得到抑制，因此能够有效地抑制单晶硅棒中的热应力的产生。
附图标记说明
10-单晶硅提拉装置，12-硅熔液，13-石英坩埚，18-加热器，25-单晶硅棒，36-热屏蔽部件，37-筒部，37a-内筒部件，37b-外筒部件，37c-绝热材料，41-隆起部，42-底壁，42a-外底壁，42b-内底壁，43-内侧倾斜壁，44-纵壁，45-外侧倾斜壁，46-上壁，47-蓄热部件，48-传热部件，θ-内侧倾斜壁相对于底壁的下表面的角度，α-外侧倾斜壁相对于底壁的下表面的角度，L1-纵壁的下缘与底壁的下表面的垂直距离，L2-筒部的下缘与底壁的下表面的垂直距离，H-纵壁的高度，W1-单晶硅棒的外周面与纵壁的间隔，d-单晶硅棒的直径，D1-筒部下缘的外径，D2-石英坩埚的内径。
