[發明專利]浮區法生長晶體的設備及方法

在審

• 申請號: 201611022589.0
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN108070901A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 三重野文健
• 申請（專利權）人: 上海新昇半導體科技有限公司
• 主分類號: C30B13/16
• 分類號: C30B13/16;C30B13/20;C30B29/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種浮區法生長晶體的設備及方法，所述浮區法生長晶體的設備包括：射頻線圈；輔助加熱系統，包括反射環及激光器，所述反射環位于所述射頻線圈上下兩側，所述激光器與所述反射環適于在晶體生長過程中配合為位于所述反射環內側的原料硅錠加熱以形成熔區。本發明的浮區法生長晶體的設備中的激光器與射頻線圈具有一定的間距，不會與射頻線圈相互干擾影響；使用激光器作為加熱源，加熱效率更高；同時，通過在原料硅錠外圍設置反射環，激光器發出的激光經反射換多次反射為所述原料硅錠加熱，進一步提高了加熱效率。

技術領域

本發明屬于晶體生長技術領域，具體涉及浮區法生長晶體的設備及方法。

背景技術

在現有技術中，浮區法(Floating Zone)生長晶體的裝置1及其原理如圖1所示，由圖1可知，浮區法生長晶體的裝置100包括：單晶生長腔室112、位于所述單晶生長腔室112內部上端的上連接軸104、位于所述單晶生長腔室112內部且固定于所述上連接軸104底部的上部夾具105、位于所述單晶生長腔室112內部底端的下連接軸106、位于所述單晶生長腔室112內且固定于所述下連接軸106頂部的下部夾具107、位于所述單晶生長腔室112內且位于所述上部夾具105與所述下部夾具107之間的射頻線圈108、與所述射頻線圈108相連接的高頻振蕩器113。在使用上述浮區法生長晶體的裝置100進行晶體生長時，首先，籽晶109固定于所述下部夾具107上，原料硅錠102固定于上部夾具105上，且所述原料硅錠102上下貫穿所述射頻線圈108，即所述射頻線圈108位于所述原料硅錠102外圍，且優選的，在起始時，所述射頻線圈108位于所述原料硅錠102底部；然后，所述高頻振蕩器113驅使所述射頻線圈108加熱所述原料硅錠102，首先使得所述原料硅錠102的底部(即與所述籽晶109連接的部分附件)被加熱融化，在對應于所述射頻線圈108的位置形成浮動帶111，與所述籽晶109熔融連接，形成縮頸部110；同時，所述上部夾具105及所述上連接軸104帶動所述原料硅錠102自上向下運動即可形成所需直徑的單晶硅棒103。

近幾年，隨著技術的發展，所需生長的單晶硅棒的直徑越來越大，譬如，目前所需生長的單晶硅棒的直徑已經達到200mm。在采用浮區法生長大直徑單晶硅棒時，需要更大的射頻功率?，F有改進的一種浮區法生長晶體的裝置100如圖2所示，該裝置在圖1的裝置的基礎上，在所述射頻線圈108上部及下部分別設置上鹵素燈114及下鹵素燈115，所述上鹵素燈114及所述下鹵素燈115均與電源116相連接。但該裝置存在如下問題：所述上鹵素燈114及所述下鹵素燈115會與所述射頻線圈108相互干擾影響，且加熱效率較低。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的缺陷，提供一種浮區法生長晶體的設備及方法，用于解決現有技術中的浮區法生長晶體的設備存在的鹵素燈與射頻線圈相互干擾影響，且加熱效率較低的問題。

為了實現上述目的及其他相關目標，本發明提供一種浮區法生長晶體的設備，所述浮區法生長晶體的設備包括：

射頻線圈；

輔助加熱系統，包括反射環及激光器，所述反射環位于所述射頻線圈上下兩側，所述激光器與所述反射環適于在晶體生長過程中配合為位于所述反射環內側的原料硅錠加熱以形成熔區。

作為本發明的浮區法生長晶體的設備的一種優選方案，所述反射環上設有若干個開口，所述激光器位于所述反射環外側，且所述激光器的發射端與所述開口對應設置，以確保所述激光器發射的激光可以經由所述開口射入所述反射環內。

作為本發明的浮區法生長晶體的設備的一種優選方案，所述激光器的數量與所述開口的數量相同。

作為本發明的浮區法生長晶體的設備的一種優選方案，所述激光器與所述反射環位于同一平面內。

作為本發明的浮區法生長晶體的設備的一種優選方案，所述激光器包括IR激光器。