【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于单晶硅制造，具体涉及一种单晶炉热场及单晶炉及改善轻掺硼硅单晶oisf的方法。
技术介绍
1、随着微电子技术的快速发展，ic级硅单晶的质量直接影响半导体器件生产的成品率和性能。目前ic级硅单晶生长主要采用cz(czochralski，cz)法。现有热场结构如图1所示，侧部断热材较薄，导致保温效果差，侧部加热器高度较低，导致加热区域较小，加热不均匀，单晶炉热屏内侧壁为倾斜的直线型，氩气经过时流速较快，导致氩气流动带走的热量较多，该热场结构会影响单晶炉温度场，进而影响晶棒品质。采用该热场结构拉制6寸轻掺硼硅单晶产品，氧含量为15.5-18ppma，相同工艺下，该区间的氧含量更容易产生oisf(氧化诱生层错)，而oisf能引起周围禁带能量波动，其体内可以产生散射中心，从而降低少子的寿命和载流子的迁移率，导致器件电学性能降低。
2、目前，改善轻掺硼硅单晶oisf的主要方式是提高gap值，即提高单晶炉热屏到坩埚内溶汤液面的距离，这种方法虽然能有效改善oisf，但是由于提高了gap，使得固液界面温度梯度变化较大，使晶体变成多晶，成晶变得困难，每一次成晶都要引放5次以上，运行时间较长。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种单晶炉热场，采用所述单晶炉热场进行拉晶时，在有效改善轻掺硼硅单晶oisf的同时，可以提高成晶率，降低运行时间。
2、本专利技术还提供了一种单晶炉。
3、本专利技术还提供了一种改善轻掺硼硅单晶oisf的方法。p>
4、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：
5、一种单晶炉热场，包括炉体、断热材、坩埚、底加热器、侧加热器、热屏，炉体内部设置有断热材，断热材内设置有坩埚，坩埚与断热材之间设置有侧加热器和底加热器，坩埚上方设置有热屏，其中，所述侧加热器的上端延伸至与坩埚上端面齐平，所述断热材包括从上到下依次设置的上环、中环、下环，所述中环的厚度与下环的厚度一致，所述热屏为上下开口的筒状结构，用于引导氩气气流方向，所述热屏的内侧从上至下梯次排布有第一竖直面、内凹弧面、第二竖直面，以延长氩气流动的路径，使氩气流出时带走的溶汤热量减少。
6、优选的，所述第一竖直面和第二竖直面的长度均小于内凹弧面的长度。
7、优选的，所述热屏下端伸入坩埚内。
8、一种单晶炉，包括所述单晶炉热场。
9、一种改善轻掺硼硅单晶oisf的方法，采用所述单晶炉热场进行拉制轻掺硼硅单晶，通过提高晶棒轴向温度梯度来降低空位，使得与oi原子结合的空位减少，进而改善oisf。
10、优选的，调整拉晶各步骤中温度幅度变化在±1℃，并根据实际拉晶情况降低锅转。
11、由上述技术方案可知，本专利技术提供了一种单晶炉热场及单晶炉及改善轻掺硼硅单晶oisf的方法，相比现有技术其有益效果是：本专利技术的单晶炉热场通过将侧加热器的上端延伸至与坩埚上端面齐平，以增大加热区域，使更多的热量传输至热场的坩埚内部，从而提高晶体生长的轴向温度梯度；通过将断热材的中环的厚度增加至与下环的厚度一致，以提高断热材的保温效果，使侧加热器和底加热器产生的热量最大化封存在热系统内，减少加热器的热量损失；通过在热屏的内侧设置有依次相连的第一竖直面、内凹弧面、第二竖直面，以延长氩气流动的路径，减缓氩气气流流速，进而降低氩气流出时带走的溶汤热量，另一方面，内凹弧面起到缓冲作用，还可以降低氩气流入时对溶汤液面造成的冲击，提高拉晶质量；在断热材、侧加热器及热屏的共同作用下提高晶体生长的轴向温度梯度，使得与oi原子结合的空位减少，进而改善oisf的产生，同时使得拉晶过程中长晶液面温度变化较小，固液界面变得稳定，使得拉晶引放次数减少，成晶率提高，运行时间降低。此外，采用本专利技术的热场后，还降低了晶棒氧含量的输出，避免了氧含量过高引入过多的二次缺陷。
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1.一种单晶炉热场，包括炉体、断热材、坩埚、底加热器、侧加热器、热屏，炉体内部设置有断热材，断热材内设置有坩埚，坩埚与断热材之间设置有侧加热器和底加热器，坩埚上方设置有热屏，其特征在于：其中，所述侧加热器的上端延伸至与坩埚上端面齐平，所述断热材包括从上到下依次设置的上环、中环、下环，所述中环的厚度与下环的厚度一致，所述热屏为上下开口的筒状结构，用于引导氩气气流方向，所述热屏的内侧从上至下梯次排布有第一竖直面、内凹弧面、第二竖直面，以延长氩气流动的路径，使氩气流出时带走的溶汤热量减少。
2.如权利要求1所述的单晶炉热场，其特征在于：所述第一竖直面和第二竖直面的长度均小于内凹弧面的长度。
3.如权利要求1所述的单晶炉热场，其特征在于：所述热屏下端伸入坩埚内。
4.一种单晶炉，其特征在于：包括如权利要求1至3任意一项所述的单晶炉热场。
5.一种改善轻掺硼硅单晶OISF的方法，其特征在于：采用如权利要求1至3任意一项所述单晶炉热场进行拉制轻掺硼硅单晶，通过提高晶棒轴向温度梯度来降低空位，使得与Oi原子结合的空位减少，进而改善OISF。>
6.如权利要求5所述的改善轻掺硼硅单晶OISF的方法，其特征在于：调整拉晶各步骤中温度幅度变化在±1°C，并根据实际拉晶情况降低锅转。
...【技术特征摘要】
1.一种单晶炉热场，包括炉体、断热材、坩埚、底加热器、侧加热器、热屏，炉体内部设置有断热材，断热材内设置有坩埚，坩埚与断热材之间设置有侧加热器和底加热器，坩埚上方设置有热屏，其特征在于：其中，所述侧加热器的上端延伸至与坩埚上端面齐平，所述断热材包括从上到下依次设置的上环、中环、下环，所述中环的厚度与下环的厚度一致，所述热屏为上下开口的筒状结构，用于引导氩气气流方向，所述热屏的内侧从上至下梯次排布有第一竖直面、内凹弧面、第二竖直面，以延长氩气流动的路径，使氩气流出时带走的溶汤热量减少。
2.如权利要求1所述的单晶炉热场，其特征在于：所述第一竖直面和第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：马英剑，芮阳，张昆，马成，徐慶晧，王黎光，曹启刚，王忠保，
申请(专利权)人：宁夏中欣晶圆半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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