[发明专利]一种半导体晶体生长装置和方法

说明书

本发明提供一种半导体晶体生长装置和方法。所述半导体晶体生长装置包括：炉体；坩埚，所述坩埚设置在所述炉体内、用以容纳硅熔体；提拉装置，所述提拉装置用以从所述硅熔体内提拉出硅晶棒；以及加热装置，所述加热装置用以在所述提拉装置从所述硅熔体内提拉出硅晶棒的过程中对所述硅晶棒的外表面进行加热。根据本发明的半导体晶体生长装置和方法，通过在硅晶棒四周设置加热装置，对拉晶过程中的硅晶棒进行加热，有效减少了硅晶棒中心和边缘的温度不均匀分布，使晶棒稳定生长，减少了晶棒生长过程中的缺陷提升了晶体生长的质量。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体而言涉及一种半导体晶体生长装置和方法。

背景技术

直拉法(Cz)是制备半导体及太阳能用硅单晶的一种重要方法，通过碳素材料组成的热场对放入坩埚的高纯硅料进行加热使之熔化，之后通过将籽晶浸入熔体当中并经过一系列(引晶、放肩、等径、收尾、冷却)工艺过程，最终获得单晶棒。

在半导体晶体生长过程中，伴随着晶体的形核和生长，往往产生诸如晶体原生颗粒(COP)缺陷、氧化诱生层错(OISF)缺陷、直接表面氧化(DSOD)缺陷，以及产生沉淀物等的缺陷。这些缺陷与晶体生长过程中的温度密切相关，其中，晶棒从中心到边缘的温度均匀性分布是影响这些缺陷形成的关键因素。

在拉晶过程中，传统的拉晶装置仅对硅熔体进行加热，而随着拉晶过程的进行，晶棒边缘散热远快于中心部位，造成晶棒边缘和中心温度分布不均匀，这种情况下往往导致晶棒生长过程中产生大量上述的缺陷，尤其是靠近硅溶液液面位置处的硅晶棒中心和边缘温度分布不均匀对晶体生长的缺陷将产生显著的影响。

为此，有必要提出一种新的半导体晶体生长装置和方法，用以解决现有技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种半导体晶体生长装置，所述装置包括：

炉体；

坩埚，所述坩埚设置在所述炉体内、用以容纳硅熔体；

提拉装置，所述提拉装置用以从所述硅熔体内提拉出硅晶棒；以及

加热装置，所述加热装置用以在所述提拉装置从所述硅熔体内提拉出硅晶棒的过程中对所述硅晶棒的外表面进行加热。

示例性的，所述加热装置包括微波加热装置。

示例性的，还包括导流筒，所述导流筒呈桶状并绕所述硅晶棒四周设置，用以从所述炉体顶部输入的氩气进行整流并调整所述硅晶棒和所述硅熔体液面之间的热场分布。

示例性的，所述加热装置设置在所述导流筒内侧。

示例性的，所述加热装置设置在所述硅晶棒温度1000-1300℃的位置处。

示例性的，所述微波加热装置的微波频率的范围为0.1GHz-30GHz。

示例性的，所述微波加热装置的功率范围为1Kw-10Kw。

示例性的，所述加热装置包括在所述硅晶棒直径方向相对设置的至少两块加热模块。

示例性的，所述加热模块设置为圆板形或绕所述硅晶锭的圆周方向延伸的圆弧形。

示例性的，所述加热装置包括绕所述硅晶棒圆周设置的第一加热模块、第二加热模块、第三加热模块和第四加热模块；其中所述第一加热模块和所述第二加热模块沿着所述硅晶棒的第一直径方向相对设置，所述第三加热模块和所述第四加热模块沿着所述硅晶棒的第二直径方向相对设置，所述第一直径方向和所述第二直径方向交叉设置。