[發明專利]在提拉單晶期間確定和調節單晶直徑的方法

有效

• 申請號: 201780009753.0
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN108699723B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: T·施勒克;T·奧布朗納
• 申請（專利權）人: 硅電子股份公司
• 主分類號: C30B15/20
• 分類號: C30B15/20;C30B15/30;C30B29/06
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李振東;過曉東

1.在由用于提拉單晶(200)的設備(100)的坩堝(130)中的熔體(230)提拉單晶(200)的圓柱形區段(205)和單晶(200)的末端圓錐(210)期間確定單晶(200)的直徑(d_K)的方法，其特征在于，所述方法包括：

在考慮熔體(230)的表面(235)相對于坩堝(130)的第一下降速率(v_S)、單晶(200)相對于坩堝(130)升高的第一提升速率(v_K)及質量守恒的情況下，確定單晶(200)在與熔體(230)的界面處的直徑(d_K)；

額外地在提拉單晶(200)的圓柱形區段(205)期間通過觀察在熔體(230)的表面(235)上的亮環確定單晶(200)的直徑；

將額外地確定的單晶直徑用作對于在提拉單晶的末端圓錐(210)期間確定的單晶(200)的直徑(d_K)的修正、可靠性檢驗或比較；及

在單晶(200)的圓柱形區段(205)與末端圓錐(210)之間的過渡區中，借助修正因子考慮在確定單晶(200)的直徑(d_K)期間在熔體(230)與固態單晶(200)之間的邊界區域(240)的高度和/或形狀的改變，

或者，在單晶(200)的圓柱形區段(205)與末端圓錐(210)之間的過渡區中，在熔體(230)與固態單晶(200)之間的邊界區域(240)的高度和/或形狀發生預定的改變時，中斷確定單晶直徑的過程。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，為了考慮熔體(230)的表面(235)相對于坩堝(130)的第一下降速率(v_S)，確定熔體(230)的表面(235)相對于所述設備(100)的第二下降速率(v*_S)及坩堝(130)相對于所述設備(100)的位置變化的速率(v*_T)。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在確定第二下降速率(v*_S)期間，考慮坩堝(130)的旋轉及其變化。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了考慮單晶(200)相對于坩堝(130)升高的第一提升速率(v_K)，確定單晶(200)相對于所述設備(100)升高的第二提升速率(v*_K)及坩堝(130)相對于所述設備(100)的位置變化的速率(v*_T)。

5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在確定單晶(200)的直徑(d_K)期間，考慮熔體(230)和單晶(200)的液態和固態材料之間的密度差。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在確定單晶(200)的直徑(d_K)期間，考慮坩堝(130)在熔體表面的位置處的直徑。

7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在確定單晶(200)的直徑(d_K)時在提拉單晶(200)的末端圓錐(210)期間考慮坩堝(130)的直徑(d_T)，及利用恒定的偏移量修正坩堝(130)的直徑(d_T)，從而提高確定單晶(200)的直徑(d_K)的精確度。

8.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在確定單晶(200)的直徑(d_K)期間，尤其是借助濾波器、觀測器和/或自適應濾波器，抑制噪聲。

9.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用所確定的單晶(200)的直徑(d_K)作為在提拉單晶(200)尤其是單晶(200)的末端圓錐(210)期間待調節的變量。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，使用單晶(200)的第一提升速率(v_K)和/或第二提升速率(v*_K)、坩堝(130)的位置變化的速率(v_T)、所述設備(100)的用于加熱熔體的一個或多個加熱器的功率和/或溫度、和/或單晶(200)和/或坩堝(130)的轉速作為在提拉單晶(200)期間的操縱變量。