[發(fā)明專利]用于在鍺晶體生長過程中粘出臟料的方法

有效

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• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111809237B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 張路;于洪國;林泉;杜長嶺;趙哲
• 申請（專利權）人: 有研光電新材料有限責任公司
• 主分類號: C30B29/08
• 分類號: C30B29/08;C30B15/00
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

本發(fā)明涉及半導體制備技術領域，具體涉及一種用于在鍺晶體生長過程中粘出臟料的方法，包括以下步驟：將鍺料煅燒完成后；將籽晶插入鍺熔體，待熔接穩(wěn)定后設置第一晶體提拉速度，進行引晶；點動式開啟、停止第二晶體提拉速度，控制所述臟料的邊緣脫離鍺熔體液面,臟料的中心區(qū)域與鍺熔體相連，進行縮頸生長，再將第二晶體提拉速度調整至第一晶體提拉速度進行再放肩，繼續(xù)生長晶體；待晶體直徑長到目標直徑時，再將第一晶體提拉速度調整至第二晶體提拉速度，如此反復操作，直至將鍺熔體表面的浮渣粘完，該方法降低了粘出臟料所用時間，粘出臟料重量小，大大降低臟料因加工提純帶來的損耗。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制備技術領域，具體涉及一種用于在鍺晶體生長過程中粘出臟料的方法。

背景技術

用直拉單晶制造法(Czochralski，CZ法)拉制鍺單晶時，尤其大直徑單晶及電學級低位錯鍺單晶，需要加入大量的鍺原料。在鍺料熔化后，區(qū)熔鍺錠表面的微量浮渣、復拉料表面微量的鍺的氧化物及單晶爐內Ar氣氛中微量氧的存在引入的第二相的化合物，在旋轉的熔體中，都會浮起聚集在熔體的中心。晶體拉制過程中，不可避免的產生新的晶核形成多晶(晶變)。浮渣是直拉單晶時發(fā)生晶變的主要因素。在實際生產過程中如何采用特定工藝高效率粘出臟料成為鍺晶體生長中重要的一個環(huán)節(jié)。

目前，在鍺晶體實際生產中通常采用高溫燒料的方式將一部分浮渣煅燒揮發(fā)，而后采用低晶轉、堝轉、低拉速、大放肩角度的方式使浮渣更高效率的粘接到臟料肩部。但有時高溫燒料后，熔體表面殘存的浮渣較多，此時受到單晶爐副室及熱場系統(tǒng)的影響。尤其對于低位錯鍺晶體生長熱場系統(tǒng)來講，上保溫通道開口通常較小，為了保證將浮渣粘接完，需要兩次或兩次以上的完全放肩粘出臟料過程(圖2)，或不經過上述過程，采用放肩到一定直徑進行升溫等徑粘接浮渣的方式(圖3)將浮渣粘完。一次完全放肩粘出臟料過程耗時8小時左右，兩次則需要16-20小時，很大程度延長了晶體生長周期。而浮渣一般呈片狀，等徑后很難粘接到臟料的等徑部位，效率很低，并且所粘出臟料重量較大，過多的臟料需要加工提純，造成原料及成本損耗。

發(fā)明內容

本發(fā)明至少在一定程度上解決相關技術中的上述技術問題。為此，本發(fā)明提出一種用于在鍺晶體生長過程中粘出臟料的方法，該方法降低了粘出臟料所用時間，粘出臟料重量小，大大降低臟料因加工提純帶來的損耗。

為了實現上述目的，本發(fā)明第一方面提供了一種用于在鍺晶體生長過程中粘出臟料的方法，包括以下步驟：

將鍺料煅燒完成后，將溫度緩慢降至臨近引晶溫度，控制堝轉和晶轉，將籽晶緩慢降至鍺熔體液面上方，烘烤；

將籽晶插入鍺熔體，待熔接穩(wěn)定后設置第一晶體提拉速度，進行引晶；

待完成引晶后，降低功率進行放肩，保持放肩角度呈鈍角；

待晶體直徑長到目標直徑時，將第一晶體提拉速度調整至第二晶體提拉速度，其中第二晶體提拉速度大于第一晶體提拉速度，點動式開啟、停止第二晶體提拉速度，控制所述臟料的邊緣脫離鍺熔體液面，此時所述臟料的底部凸出鍺熔體的界面，所述臟料的中心區(qū)域與鍺熔體相連，進行縮頸生長，再將第二晶體提拉速度調整至第一晶體提拉速度，繼續(xù)生長晶體；

待晶體直徑長到目標直徑時，再將第一晶體提拉速度調整至第二晶體提拉速度，如此反復操作，直至將鍺熔體表面的浮渣粘完。

另外，根據本發(fā)明上述用于在鍺晶體生長過程中粘出臟料的方法還可以具有如下附加的技術特征：

根據本發(fā)明的一個實施例，所述堝轉為1-2r/min，晶轉為1-2r/min，將籽晶降至鍺熔體液面上方10-15mm，烘烤10-20min。

根據本發(fā)明的一個實施例，將籽晶插入至鍺熔體2-3mm，所述第一晶體提拉速度為0.1-0.2mm/min。

根據本發(fā)明的一個實施例，所述引晶的長度為3-5mm，所述放肩角度呈120°-150°。