[发明专利]具有低微坑密度(MPD)的锗锭/晶圆和其制造系统及方法

权利要求书

1.一种在晶体生长炉内生长单晶锗(Ge)晶体的方法，所述晶体生长炉包括一个加热源、多个加热区域、一个安瓿和一个坩埚，所述方法包括：

将锗原材料装载入该坩埚；

密封该坩埚和容器；

将该坩埚放进具有坩埚支撑件的晶体生长炉中；

熔化该坩埚中的锗原材料以生成熔体；

控制该熔体的结晶化温度梯度，同时将该熔体放置为与籽晶相接触；

通过所述结晶化温度梯度和/或所述坩埚的相对于彼此的运动，形成单晶锗锭；以及

冷却该单晶锗锭；

其中可重复地提供具有大于大约0.025/cm²且小于大约0.51/cm²的微坑密度(MPD)的单晶锗锭。

2.根据权利要求1所述的方法，其中提供具有大于大约0.025/cm²且小于大约0.26/cm²的微坑密度的单晶锗锭。

3.根据权利要求1所述的方法，其中提供具有大于大约0.025/cm²且小于大约0.13/cm²的微坑密度的单晶锗锭。

4.根据权利要求1所述的方法，其中提供具有小于大约0.13/cm²的微坑密度的单晶锗锭。

5.根据权利要求1所述的方法，其中提供具有大于大约0.05/cm²且小于大约0.26/cm²的微坑密度的单晶锗锭。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括将砷(As)作为掺杂剂添加到所述锗晶体。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括将镓(Ga)作为掺杂剂添加到所述锗晶体。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括将锑(Sb)作为掺杂剂添加到所述锗晶体。

9.根据权利要求1所述的方法，其中通过垂直梯度冷凝(VGF)法以从大约0.1至大约10℃/小时的冷却速率且以从大约0.5至大约10℃/cm的温度梯度来生长所述晶体。

10.根据权利要求1所述的方法，其中通过垂直Bridgman(VB)法以从大约0.1至大约10℃/小时的冷却速率且以从大约0.5至大约10℃/cm的温度梯度来生长所述晶体。

11.根据权利要求1所述的方法，其中已生长的晶体通过一个冷却过程冷却，通过垂直梯度冷凝(VGF)法和/或垂直Bridgman(VB)法，在大约起初5小时内以大约3℃/小时的冷却速率且在该冷却过程的剩余阶段内以从大约30℃/小时到大约45℃/小时的冷却速率来冷却。

12.根据权利要求1所述的方法：

其中所述晶体生长炉包括被配置为产生可移动的温度梯度的结构；且

其中一个控制器被连接到所述晶体生长炉，所述控制器控制该可移动的温度梯度，以当该坩埚处于所述晶体生长炉内时在该坩埚上执行晶体生长方法。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述可移动的温度梯度是通过控制多个加热区域实现的。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述移动的温度梯度是通过所述加热源、所述坩埚、所述安瓿和/或所述坩埚支撑件中的一个或多个的相对移动实现的。

15.根据权利要求12所述的方法，其中一个固定的加热源被控制以相对于固定的所述坩埚移动所述结晶化温度梯度，以熔化该原材料并将其重组为单晶化合物，并且以预定晶体生长长度在该坩埚上执行晶体生长法，其中所述温度梯度相对于固定的所述坩埚移动以继续熔化该原材料并将其重组为单晶化合物。

16.根据权利要求12所述的方法，还包括一个固定的加热源。

17.根据权利要求12所述的方法，其中所述晶体生长炉持有一个坩埚，该坩埚具有大约25mm到大约50mm的渐缩的晶体生长区域。

18.根据权利要求12或权利要求17所述的方法，其中所述晶体生长炉持有一个坩埚，该坩埚具有渐缩的晶体生长区域，且其中所述预定晶体生长长度是在所述渐缩的晶体生长区域上方大约110mm到大约200mm。