【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，具体而言涉及一种生长低缺陷晶体的方法。
技术介绍
1、目前主流的单晶硅生长方法为czochralski法(即cz法，也称为直拉法)，cz法利用如图1所示的热场结构来生长单晶硅：通过加热器17来加热石墨坩埚11和石英坩埚12中填充的多晶硅料，使之熔化为硅熔液13，然后在硅熔液13上面浸渍籽晶15，在硅晶体生长温度区控制籽晶15的提拉速度，以生长晶体16。
2、cz法生长晶体的过程中，在特定热场条件下，生长拉速过快会产生晶体原生颗粒(cop，crystal originated particle)与氧化诱发层错(osf，oxidation-inducedstacking fault)等晶体缺陷，在集成电路制作过程中会造成漏电风险；而拉速过慢则会产生a/b间隙缺陷(a/binterstitial defect)，在集成电路制作过程中会带来金属吸杂等问题。
3、只有合适的临界生长速率才能生产出无上述缺陷的低缺陷晶体，临界生长速率等于晶体生长速率与生长晶体界面的温度梯度的比值，只有在特定的温度梯度下，才能更准确地控制晶体生长速率。如图1所示，热场结构中会影响到温度梯度的结构主要包括导流筒14、加热器17、保温桶18以及石墨坩埚11等，这些结构的相对位置决定了生长晶体界面的温度梯度，其中，温度梯度的大小最主要取决于导流筒14与硅熔液13的表面的间距的高低，导流筒14与硅熔液13的表面的间距的高低也称为液口距(melt gap)，更小的液口距会得到更大的温度梯度，从而可获得更高的晶体生长速率以生长低缺
4、然而，相关技术的cz法生长晶体的过程中，难以准确地控制液口距，导致难以获得稳定的生长晶体界面的温度梯度，从而导致难以实现低缺陷晶体的生长。
技术实现思路
1、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。本申请的
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。
2、针对目前存在的问题，本申请提供一种生长低缺陷晶体的方法，包括：
3、获取自石英坩埚中盛放的熔液的初始液面位置至结束液面位置的多个位置点的所述石英坩埚和石墨坩埚的形变系数；
4、测量当前炉次的拉制前各所述位置点的所述石英坩埚的内半径；
5、基于各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩埚的形变系数以及当前炉次的拉制前各所述位置点的所述石英坩埚的内半径，得到当前炉次的拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径；
6、基于当前炉次的拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径，得到当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的石英坩埚升降速率与晶体生长速率的比值。
7、示例性地，获取自石英坩埚中盛放的熔液的初始液面位置至结束液面位置的多个位置点的所述石英坩埚和石墨坩埚的形变系数，包括：
8、在石墨坩埚使用周期内的第一炉次：
9、分别测量拉制前与拉制后各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩埚的内半径；
10、在所述石墨坩埚使用周期内的剩余炉次：
11、分别基于前一炉次的拉制前与拉制后各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩埚的内半径，得到各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩埚的形变系数。
12、示例性地，在所述石墨坩埚使用周期内的剩余炉次，还包括测量当前炉次的拉制后各所述位置点的所述石墨坩埚的内半径的步骤。
13、示例性地，基于当前炉次的拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径，得到当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的石英坩埚升降速率与晶体生长速率的比值，包括：
14、获取当前炉次的所述熔液的密度和晶体的密度，并测量当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的所述晶体的内半径；
15、基于当前炉次的所述熔液的密度、所述晶体的密度、所述熔液的液面处于各所述位置点时的所述晶体的内半径以及拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径，得到当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的石英坩埚升降速率与晶体生长速率的比值。
16、示例性地，通过以下公式来基于当前炉次的所述熔液的密度、所述晶体的密度、所述熔液的液面处于各所述位置点时的所述晶体的内半径以及拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径，得到当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的石英坩埚升降速率与晶体生长速率的比值：
17、
18、其中，clr表示当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的石英坩埚升降速率与晶体生长速率的比值，ρs表示当前炉次的所述熔液的密度，ρl表示当前炉次的晶体的密度，rcry表示当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的所述晶体的内半径，r′1_q表示当前炉次的拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径。
19、示例性地，通过以下公式来基于各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩埚的形变系数以及当前炉次的拉制前各所述位置点的所述石英坩埚的内半径，得到当前炉次的拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径：
20、r′1_q＝(1-k-h)*r1_q
21、其中，r′1_q表示当前炉次的拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径，k表示各所述位置点的所述石英坩埚的形变系数，h表示各所述位置点的所述石墨坩埚的形变系数，r1_q表示当前炉次的拉制前各所述位置点的所述石英坩埚的内半径。
22、示例性地，通过以下公式来分别基于前一炉次的拉制前与拉制后各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩埚的内半径，得到各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩埚的形变系数：
23、
24、其中，k表示各所述位置点的所述石英坩埚的形变系数，h表示各所述位置点的所述石墨坩埚的形变系数，r0_q和r′0_q分别表示前一炉次的拉制前与拉制后各所述各位置点的所述石英坩埚的内半径，r0_g和r′0_g分别表示前一炉次的拉制前与拉制后各所述各位置点的所述石墨坩埚的内半径。
25、示例性地，采用激光测径仪来测量第一炉次的拉制前与拉制后各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩埚的内半径、剩余炉次的拉制前各所述位置点的所述石英坩埚的内半径、剩余炉次的拉制后各所述位置点的所述石墨坩埚的内半径。
26、示例性地，采用ccd相机来测量当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的所述晶体的内半径。
27、示例性地，所述石墨坩埚使用周期内的炉次数大于或等于40且小于或等于100。
28、本申请实施例的生长低缺陷晶体的方法，获取石英坩埚和石墨坩埚的形变系数，并基于石英坩埚和石墨坩埚的形变系数对石英坩埚升降速率与晶体生长速率的比值进行修正，能够获得准确的石英坩埚升降速率与晶体生长速率的比值，从而能够准确地控制液口距，进而能够获本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生长低缺陷晶体的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取自石英坩埚中盛放的熔液的初始液面位置至结束液面位置的多个位置点的所述石英坩埚和石墨坩埚的形变系数，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述石墨坩埚使用周期内的剩余炉次，还包括测量当前炉次的拉制后各所述位置点的所述石墨坩埚的内半径的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于当前炉次的拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径，得到当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的石英坩埚升降速率与晶体生长速率的比值，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过以下公式来基于当前炉次的所述熔液的密度、所述晶体的密度、所述熔液的液面处于各所述位置点时的所述晶体的内半径以及拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径，得到当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的石英坩埚升降速率与晶体生长速率的比值：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下公式来基于各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下公式来分别基于前一炉次的拉制前与拉制后各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩埚的内半径，得到各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩埚的形变系数：
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用激光测径仪来测量第一炉次的拉制前与拉制后各所述位置点的所述石英坩埚和所述石墨坩埚的内半径、剩余炉次的拉制前各所述位置点的所述石英坩埚的内半径、剩余炉次的拉制后各所述位置点的所述石墨坩埚的内半径。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用CCD相机来测量当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的所述晶体的内半径。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述石墨坩埚使用周期内的炉次数大于或等于40且小于或等于100。
...【技术特征摘要】
1.一种生长低缺陷晶体的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取自石英坩埚中盛放的熔液的初始液面位置至结束液面位置的多个位置点的所述石英坩埚和石墨坩埚的形变系数，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述石墨坩埚使用周期内的剩余炉次，还包括测量当前炉次的拉制后各所述位置点的所述石墨坩埚的内半径的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于当前炉次的拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径，得到当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的石英坩埚升降速率与晶体生长速率的比值，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过以下公式来基于当前炉次的所述熔液的密度、所述晶体的密度、所述熔液的液面处于各所述位置点时的所述晶体的内半径以及拉制后各所述位置点的所述石英坩埚的内半径，得到当前炉次的所述熔液的液面处于各所述位置点时的石英坩埚升降速率与晶体生长速率的比值：
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓琛，毛志飞，
申请(专利权)人：上海新昇半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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