[发明专利]生长处理中控制硅晶体直径的方法与装置

权利要求书

1.一种用于配合按照切氏处理生长单晶棒的晶体生长装置的方法，所述晶体生长装置有一个内装用来生长晶棒的半导体熔体的加热的坩埚，所述晶棒生长在一个从熔体中拉升的籽晶上，所述方法包括以下步骤：

确定一个代表响应供给加热熔体的加热器的功率变化的熔体温度变化的温度模型；

以目标速率从熔体中拉升晶棒，所述目标速率基本上按照一个预定的速度分布；

产生一个代表晶棒的目标直径与测量直径之间误差的信号；

对此误差信号进行比例积分导数(PID)控制并产生一个作为它的函数的温度设定点，所述温度设定点代表熔体的一个目标温度；

从作为由PID控制产生的温度设定点的函数的温度模型确定供给加热器功率的功率设定点；与

根据功率设定点调节供给加热器的功率从而改变熔体的温度以控制晶棒的直径。

2.根据权利要求1的方法，其中调节功率的步骤包括向加热器供给一个功率脉冲，所述功率脉冲有一个预定的持续时间与一个比直接对应于温度设定点的稳态值较大的幅值。

3.根据权利要求2的方法，其中确定功率设定点的步骤包括按下式计算功率输出： P 1 = P 0 + G * [ k * Σ n = 0 i T n - ( k - 1 ) * Σ n = 0 i T n - m ] ]]>式中P₁是当前功率，P₀是初始功率，G是从温度单位至kW的转换，k是功率脉冲的幅值，T_n是时间t＝n时的温度设定点，T_n-m是时间t＝n-m时的温度设定点而m代表功率脉冲的持续时间。

4.根据权利要求1的方法，其中从温度模型确定功率设定点的步骤包括确定一个接至温度模型的输入，所述接至温度模型的输入包括一个脉冲部分后随一个稳态部分。

5.根据权利要求4的方法，其中接至温度模型的输入的脉冲部分有一个比直接对应于温度设定点的稳态值较大的幅值。

6.根据权利要求4的方法，其中接至温度模型的输入的脉冲部分有一个由下式确定的持续时间：

t＝-τ^*ln(1-1/k)式中τ是确定温度模型的指数函数的时间常数，而k是代表接至温度模型的输入的脉冲部分的幅值。

7.根据权利要求1的方法，其中确定温度模型的步骤包括确定一个延迟期、增益与一阶滞后函数响应。

8.根据权利要求7的方法，其中确定温度模型的步骤包括由下面的时间的指数函数确定一阶滞后函数响应：

f(t)＝k^*(1-exp(-(t-t_d)/τ)式中T_d是一阶滞后函数响应发生之前的延迟期，τ是此函数的时间常数，而k代表接至温度模型的功率输入的幅值。