[发明专利]一种用于晶体生长的引晶方法

说明书

本发明公开了一种用于晶体生长的引晶方法，包括：第一引晶阶段，坩埚以第一转速旋转，晶体生长至第一长度；第二引晶阶段，所述坩埚的转速由所述第一转速递增至第二转速，当所述坩埚的转速达到所述第二转速时，所述晶体生长至第二长度；第三引晶阶段，所述坩埚以所述第二转速旋转，直至所述晶体生长至目标长度。根据本发明提供的用于晶体生长的引晶方法，通过将引晶工序分为三个阶段，并且在第二阶段随着晶体的生长坩埚的转速递增，以增强硅熔体的对流，保持硅熔体中心的温度不低于引晶开始的温度，从而提高籽晶内部的位错排出率，避免发生断棱多晶化。

技术领域

本发明涉及晶体生长技术领域，具体而言涉及一种用于晶体生长的引晶方法。

背景技术

随着集成电路(Integrated Circuit，IC)产业的迅猛发展，器件制造商对IC级硅单晶材料提出了更加严格的要求，而大直径单晶硅是制备器件所必须的衬底材料。提拉法(Czochralski，CZ法)是现有技术中由熔体生长单晶的一项最主要的方法，其具体做法是将构成晶体的原料放在石英坩埚中加热熔化，在熔体表面接籽晶提拉熔体，在受控条件下，使籽晶和熔体在交界面上不断进行原子或分子的重新排列，随降温逐渐凝固而生长出晶体。

现有的引晶方法是在一定的坩埚和籽晶转速下，确定合适的引晶温度后，保持加热器温度或加热器功率不变的情况下开始引晶工序。但是，在拉晶到达等径一定的长度时，晶棒经常发生断棱多晶化，需要回溶处理，浪费大量的时间和电能消耗。断棱多晶化的原因大多和引晶的籽晶内部位错没有排出消失有关。避免断棱多晶化的办法包括延长引晶的籽晶长度，增加扩缩径的排位错的次数；或者提高开始引晶的加热器温度或加热器功率，拉制籽晶直径在合适的范围。但是，即使籽晶长度很长，断棱现象的改善效果也不明显，而且籽晶长度过长会限制晶棒的总长度，并且细小的籽晶直径增加了籽晶折断的风险；而提高引晶开始的加热器温度或加热器功率，容易造成籽晶直径过小或熔断现象。

因此，有必要提出一种新的用于晶体生长的引晶方法，以解决上述问题。

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。

本发明提供了一种用于晶体生长的引晶方法，包括：

第一引晶阶段，坩埚以第一转速旋转，晶体生长至第一长度；

第二引晶阶段，所述坩埚的转速由所述第一转速递增至第二转速，当所述坩埚的转速达到所述第二转速时，所述晶体生长至第二长度；

第三引晶阶段，所述坩埚以所述第二转速旋转，直至所述晶体生长至目标长度。

进一步，所述第一长度与所述目标长度的比率范围为0.3-0.6。

进一步，所述第二长度与所述目标长度的比率范围为0.5-0.9。

进一步，所述第二转速与所述第一转速的比率范围为1.2-2.5。

进一步，所述坩埚的转速由所述第一转速阶梯性地递增至所述第二转速。

进一步，在所述第二引晶阶段，每当所述晶体生长增加预设长度时，所述坩埚的转速增加预设速度。

进一步，所述第一长度的范围为80mm-120mm，所述第二长度的范围为180mm-220mm，所述目标长度的范围为280mm-320mm。

进一步，所述第一转速的范围为0.25rpm-0.50rpm，所述第二转速的范围为0.35rpm-1.0rpm。

进一步，籽晶的转速范围为8rpm-12rpm，目标籽晶的直径范围为4mm-6mm。