一种半导体晶体生长装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体晶体生长装置和方法。所述半导体晶体生长装置包括：炉体；坩埚，所述坩埚设置在所述炉体内、用以容纳硅熔体；提拉装置，所述提拉装置用以从所述硅熔体内提拉出硅晶棒；以及加热装置，所述加热装置用以在所述提拉装置从所述硅熔体内提拉出硅晶棒的过程中对所述硅晶棒的外表面进行加热。根据本发明专利技术的半导体晶体生长装置和方法，通过在硅晶棒四周设置加热装置，对拉晶过程中的硅晶棒进行加热，有效减少了硅晶棒中心和边缘的温度不均匀分布，使晶棒稳定生长，减少了晶棒生长过程中的缺陷提升了晶体生长的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体晶体生长装置和方法
本专利技术涉及半导体制造领域，具体而言涉及一种半导体晶体生长装置和方法。
技术介绍
直拉法(Cz)是制备半导体及太阳能用硅单晶的一种重要方法，通过碳素材料组成的热场对放入坩埚的高纯硅料进行加热使之熔化，之后通过将籽晶浸入熔体当中并经过一系列(引晶、放肩、等径、收尾、冷却)工艺过程，最终获得单晶棒。在半导体晶体生长过程中，伴随着晶体的形核和生长，往往产生诸如晶体原生颗粒(COP)缺陷、氧化诱生层错(OISF)缺陷、直接表面氧化(DSOD)缺陷，以及产生沉淀物等的缺陷。这些缺陷与晶体生长过程中的温度密切相关，其中，晶棒从中心到边缘的温度均匀性分布是影响这些缺陷形成的关键因素。在拉晶过程中，传统的拉晶装置仅对硅熔体进行加热，而随着拉晶过程的进行，晶棒边缘散热远快于中心部位，造成晶棒边缘和中心温度分布不均匀，这种情况下往往导致晶棒生长过程中产生大量上述的缺陷，尤其是靠近硅溶液液面位置处的硅晶棒中心和边缘温度分布不均匀对晶体生长的缺陷将产生显著的影响。为此，有必要提出一种新的半导体晶体生长装置和方法，用以解决现有技术中的问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术提供了一种半导体晶体生长装置，所述装置包括：炉体；坩埚，所述坩埚设置在所述炉体内、用以容纳硅熔体；提拉装置，所述提拉装置用以从所述硅熔体内提拉出硅晶棒；以及加热装置，所述加热装置用以在所述提拉装置从所述硅熔体内提拉出硅晶棒的过程中对所述硅晶棒的外表面进行加热。示例性的，所述加热装置包括微波加热装置。示例性的，还包括导流筒，所述导流筒呈桶状并绕所述硅晶棒四周设置，用以从所述炉体顶部输入的氩气进行整流并调整所述硅晶棒和所述硅熔体液面之间的热场分布。示例性的，所述加热装置设置在所述导流筒内侧。示例性的，所述加热装置设置在所述硅晶棒温度1000-1300℃的位置处。示例性的，所述微波加热装置的微波频率的范围为0.1GHz-30GHz。示例性的，所述微波加热装置的功率范围为1Kw-10Kw。示例性的，所述加热装置包括在所述硅晶棒直径方向相对设置的至少两块加热模块。示例性的，所述加热模块设置为圆板形或绕所述硅晶锭的圆周方向延伸的圆弧形。示例性的，所述加热装置包括绕所述硅晶棒圆周设置的第一加热模块、第二加热模块、第三加热模块和第四加热模块；其中所述第一加热模块和所述第二加热模块沿着所述硅晶棒的第一直径方向相对设置，所述第三加热模块和所述第四加热模块沿着所述硅晶棒的第二直径方向相对设置，所述第一直径方向和所述第二直径方向交叉设置。本专利技术还提供了一种半导体晶体生长方法，包括：获取硅熔体；从所述硅熔体中提拉出硅晶棒，其中，在提拉过程中对所述硅晶棒的外表面进行加热。示例性的，采用微波加热的方式对所述硅晶棒的外表面进行加热。示例性的，在所述硅晶棒温度1000-1300℃的位置处对所述硅晶棒的外表面进行加热。示例性的，还包括沿着所述硅晶棒的圆周方向，调整所述微波加热的功率分布。根据本专利技术的半导体晶体生长装置和方法，通过对拉晶过程中的硅晶棒的外表面进行加热，有效减少了硅晶棒中心和边缘的温度不均匀分布，使硅晶棒稳定生长，减少了硅晶棒生长过程中的缺陷提升了晶体生长的质量。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1为根据本专利技术的一个实施例的一种半导体晶体生长装置的结构示意图；图2为根据本专利技术的一个实施例的一种硅晶棒中沿硅晶棒长度方向分布的温度的示意图；图3为根据本专利技术的一个实施例的设置在硅晶棒周围的加热装置的结构示意图；图4A-图4D为根据本专利技术的一种加热装置设置在硅晶棒四周的结构示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本专利技术所述的半导体晶体生长装置。显然，本专利技术的施行并不限于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。现在，将参照附图更详细地描述根据本专利技术的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本专利技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。实施例一为了解决现有技术中的技术问题，本专利技术提供了一种半导体晶体生长装置，所述装置包括：炉体；坩埚，所述坩埚设置在所述炉体内、用以容纳硅熔体；提拉装置，所述提拉装置用以从所述硅熔体内提拉出硅晶棒；以及加热装置，所述加热装置用以在所述提拉装置从所述硅熔体内提拉出硅晶棒的过程中对所述硅晶棒的外表面进行加热。下面参看图1、图2、图3和图4A-图4D对本专利技术所提出的一种半导体晶体生长装置进行示例性说明，图1为根据本专利技术的一个实施例的一种半导体晶体生长装置的结构示意图；图2为根据本专利技术的一个实施例的一种硅晶棒中沿硅晶棒长度方向分布的温度的示意图；图3为根据本专利技术的一个实施例的设置在硅晶棒周围的加热装置的结构示意图；图4A-图4D为根据本专利技术的一种加热装置设置在硅晶棒四周的结构示意图。直拉法(Cz)是制备半导体及太阳能用硅单晶的一种重要方法，通过碳素材料组成的热场对放入坩埚的高纯硅料进行加热使之熔化，之后通过将籽晶浸入熔体当中并经过一系列(引晶、放肩、等径、收尾、冷却)工艺过程，最终获得单晶棒。参看图1，其示出了根据本专利技术的一个实施例的半导体晶体生长装置。半导体晶体生长装置包括炉体1，炉体1内设置有坩埚11，坩埚11外侧设置有对其进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体晶体生长装置，其特征在于，包括：/n炉体；/n坩埚，所述坩埚设置在所述炉体内、用以容纳硅熔体；/n提拉装置，所述提拉装置用以从所述硅熔体内提拉出硅晶棒；以及/n加热装置，所述加热装置用以在所述提拉装置从所述硅熔体内提拉出硅晶棒的过程中对所述硅晶棒的外表面进行加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体晶体生长装置，其特征在于，包括：
炉体；
坩埚，所述坩埚设置在所述炉体内、用以容纳硅熔体；
提拉装置，所述提拉装置用以从所述硅熔体内提拉出硅晶棒；以及
加热装置，所述加热装置用以在所述提拉装置从所述硅熔体内提拉出硅晶棒的过程中对所述硅晶棒的外表面进行加热。


2.根据权利要求1所述的半导体晶体生长装置，其特征在于，所述加热装置包括微波加热装置。


3.根据权利要求1所述的半导体晶体生长装置，其特征在于，还包括导流筒，所述导流筒呈桶状并绕所述硅晶棒四周设置，用以对从所述炉体顶部输入的氩气进行整流并调整所述硅晶棒和所述硅熔体液面之间的热场分布。


4.根据权利要求3所述的半导体晶体生长装置，其特征在于，所述加热装置设置在所述导流筒内侧。


5.根据权利要求1所述的半导体晶体生长装置，其特征在于，所述加热装置设置在所述硅晶棒温度1000-1300℃的位置处。


6.根据权利要求2所述的半导体晶体生长装置，其特征在于，所述微波加热装置的微波频率的范围为0.1GHz-30GHz。


7.根据权利要求2所述的半导体晶体生长装置，其特征在于，所述微波加热装置的功率范围为1Kw-10Kw。


8.根据权利要求1所述的半导体晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，沈伟民，
申请(专利权)人：上海新昇半导体科技有限公司，中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31