[发明专利]用于控制硅晶体生长使生长速率和直径的偏差减至最小的方法

摘要

一种供拉晶机使用的控制方法，用于按照切克劳斯基工艺从熔体生长单晶形半导体晶体。方法包括限定一个初始时间段用于观察从熔体中提拉的晶体的生长，并测量晶体的直径以便确定在该时段中发生的直径变化。根据晶体直径的变化，该方法定义一个函数r(t)。通过对函数r(t)实施最佳拟合程序，该方法推导出在观察时段结束时晶体半径rf，弯月面高度hf和生长速率Vgf的现行值。方法还包括确定随生长速率而变的拉速和加热器功率参数，以便控制拉晶机使随后的晶体生长期间晶体直径和生长速率二者的变化减至最小。

主权项

1.一种供拉晶机使用的控制方法，用于按切克劳斯基工艺生长单晶形半导体晶体，上述拉晶机具有一个内装半导体熔体的加热的坩埚，晶体在生长速率Vg下从熔体中生长，上述熔体具有一个在晶体附近形成弯月面的表面，上述拉晶机还具有一个加热器，该加热器由电源供电用于加热坩埚，上述晶体在籽晶上生长，该籽晶在拉速Vp下从熔体中提拉，上述方法包括以下步骤：限定一个时间间隔，用于观察从熔体中提拉的晶体的生长；测量晶体的直径以便确定在观察期间发生的晶体直径变化；估计生长速率Vgf随测定的晶体直径变化而变的现行值；估计在观察期间结束时生长速率Vgs随估计的生长速率Vgf而变的现行稳定值；确定随估计的稳态生长速率Vgs而变的拉速参数，上述拉速参数代表为达到理想的晶体直径向目标直径改变的拉速Vp的增量变化；确定随估计的稳态生长速率Vgs而变的加热器功率参数，上述加热器功率参数代表为达到理想的晶体生长速率向目标生长速率的变化而加到加热器上功率的增量变化；及按照拉速参数调节拉速Vp和按照加热器功率参数调节电源加到加热器上的功率，因而在观察时段之后接下来晶体生长期间使晶体直径和生长速率二者的变化减至最小。