[發明專利]一種可調節導流筒及半導體晶體生長裝置

在審

• 申請號: 202110440189.6
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113337880A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 溫雅楠;金光勳
• 申請（專利權）人: 上海新昇半導體科技有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06;C30B15/20
• 代理公司: 北京磐華捷成知識產權代理有限公司 11851
• 代理人: 謝栒

本發明提供一種可調節導流筒及半導體晶體生長裝置，導流筒包括固定部和調節部，導流筒呈桶狀并繞晶棒四周設置，其中，固定部上端向外延伸的部分固定于半導體生長裝置上，固定部向下延伸的部分為逐漸向晶體靠近的斜面，固定部底部為靠近液面的平面，以控制與液面的最小距離；調節部位于固定部的斜面上，調節部通過固定裝置固定于固定部的斜面上，調節部用于根據需要調整與晶棒之間的最小距離。本發明在不改變其他參數的情況下，改變導流筒的調節部可以調整晶體氧含量，從而控制晶體的質量。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，具體地，涉及一種可調節導流筒及半導體晶體生長裝置。

背景技術

直拉法(Cz)是制備半導體及太陽能用硅單晶的一種重要方法，通過碳素材料組成的熱場對放入坩堝的高純硅料進行加熱使之熔化，之后通過將籽晶浸入熔體當中并經過一系列(引晶、放肩、等徑、收尾、冷卻)工藝過程，最終獲得單晶棒。

在拉晶過程中，往往在產生的硅晶棒四周設置熱屏裝置，如導流筒(或反射屏)，一方面用以在晶體生長過程中隔離石英坩堝以及坩堝內的硅熔體對晶體表面產生的熱輻射，使晶棒的軸向溫度梯度加大，徑向溫度分布盡可能均衡，使晶棒的生長速度控制在合適的范圍內，同時控制晶體的內部缺陷等；另一方面用以對從晶體生長爐上部導入的惰性氣體進行導流，使之以較大的流速通過硅熔體表面，達到控制硅晶棒晶體內氧含量和雜質含量的效果。

在半導體晶體生長裝置的設計過程中，往往需要考慮熱屏裝置與硅熔體液面和晶棒之間的距離，以控制晶棒的軸向溫度梯度和徑向溫度分布。具體的，在設計過程中，往往需要考慮熱屏裝置液面的最小距離(以下稱液面距D2)和熱屏裝置和晶棒之間的最小距離(以下稱晶棒距D1)這兩個重要參數，如圖1所示。其中，D2控制硅晶體在拉晶液面之間的穩定生長，D1控制硅晶棒在軸向方向上的溫度梯度。為了實現硅晶棒和硅熔體液面之間的硅晶體的穩定生長，往往通過控制坩堝的上升速度以控制D2穩定在合適的范圍內。而在熱屏裝置固定的情況下，導流筒形狀和位置固定，在硅晶棒的直徑一定的情況下，要進一步減小D1以實現硅晶體較大的軸向溫度梯度，而目前傳統的導流筒D1不能變化。

因此，有必要提出一種可調節導流筒及半導體晶體生長裝置，以解決上述問題。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

針對現有技術的不足，本發明提出了一種可調節導流筒，所述導流筒包括固定部和調節部，所述導流筒呈桶狀并繞晶棒四周設置，其中，所述固定部上端向外延伸的部分固定于半導體生長裝置上，所述固定部向下延伸的部分為逐漸向晶體靠近的斜面，所述固定部底部為靠近液面的平面，以控制與液面的最小距離；所述調節部位于所述固定部的斜面上，所述調節部通過固定裝置固定于所述固定部的斜面上，所述調節部用于根據需要調整與晶棒之間的最小距離。

可選地，所述固定部與所述調節部一體成型，所述調節部為從所述固定部切割下來的一部分。

可選地，所述固定部與所述調節部為石墨材料。

一種可調節導流筒，所述導流筒包括固定部、中間部和調節部，所述導流筒呈桶狀并繞晶棒四周設置，其中，所述固定部上端向外延伸的部分固定于半導體生長裝置上，所述固定部向下延伸的部分為逐漸向晶體靠近的斜面，所述固定部底部為靠近液面的平面，以控制與液面的最小距離；所述中間部位于所述固定部的斜面上，所述中間部懸掛在所述固定部上，所述中間部的底部與所述固定部底部持平，以控制與液面的最小距離；所述調節部位于所述中間部的斜面上，所述調節部通過固定裝置固定于所述中間部的斜面上，所述調節部用于根據需要調整與晶棒之間的最小距離。

可選地，所述中間部與所述調節部一體成型，所述調節部為從所述中間部切割下來的一部分。