[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

说明书

相关申请数据的交叉引用

本申请要求提交于2009年12月13日、申请号为No.12/636,778、公开号为US2011/______A1的美国申请的权益/优先权，该申请通过引用方式以其全部内容纳入本文。

技术领域

本文中的系统和方法大体涉及单晶锗锭/晶圆，且具体涉及具有减少的微坑密度(MPD)的锭/晶圆的生长。

背景技术

电子器件和光电子器件的制造商惯常地需要商品化地生长的、大且均一的单个半导体晶体，其在被切片和抛光时提供了用于微电子器件生产的衬底。半导体晶体的生长包括：将原材料加热到其熔点以产生晶状原材料熔体；使得该熔体与高质量籽晶接触；以及当与该籽晶接触时允许该熔体的结晶化。已知多种不同方法用于实现这一生长。这些方法包括：Czochralski(Cz)法及其变种——液体覆盖的Czochralski(LEC)法、水平Bridgman法和Bridgman-Stockbarger(HB)法以及其垂直变种(VB)，以及梯度冷凝(GF)法及其变种——垂直梯度冷凝(VGF)法。参见例如“Bulk Crystal Growth of Electronic，Optical and Optoelectronic Materials”，P.Clapper，Ed.，John Wiley and Sons Ltd，Chichester(奇切斯特)，England(英格兰)，2005，大体论述了这些技术以及它们对各种材料生长的应用。

熔体的结晶化形成一个沿竖直轴线的基本圆柱形的晶体(锭)，其中籽晶位于结晶化原材料的下方。形成该半导体晶体所必须的设备包括：晶体生长炉、安瓿、坩埚，有时还包括坩埚支撑件。该坩埚还可具有狭窄的下部，称为籽晶井(seed well)。

传统晶体生长方法和晶体生长设备存在缺陷。例如，已知的晶体生长方法通常生产具有过多微坑或微腔的晶体，这些微坑或微腔导致有瑕疵、有缺陷的器件的出现和/或降低用这样的方法生长的晶体的总体有用数量。这样的问题和以及有用晶体数量的减少，导致了较低的良率(yield)。因此，需要这样的晶体生长系统和方法：其可重复地提供高质量的锭/晶圆，另外还克服了现有系统中的此类缺陷。

发明内容

根据本发明的系统和方法涉及单晶锗的生长。

在一个示例实施方式中，提供了一种方法：将带有原材料的安瓿插入具有加热源的炉；使用例如垂直生长法生长晶体，其中实现了结晶化温度梯度相对于原材料/坩埚的运动，以熔化该原材料并且以单晶形式将其重组；以及以预定晶体生长长度生长该晶体，使用垂直生长法以熔化该原材料并将其重组为单晶化合物(compound)，其中可重复地提供具有减少的微坑密度的单晶锭。

应理解，前文的发明内容和下文的具体实施方式都仅仅是示例性和解释性的，并不是对如所述的本发明进行限制。除了先前所提出的那些特征和/或变型，还可以提供另外的特征和/或变型。例如，本发明可涉及已公开的特征的组合和/或子组合，或者涉及下文在具体实施方式中公开的几个另外的特征的组合和/或子组合。

附图说明

附图组成了本申请文件的一部分，示出了本发明的各种不同的实施方式和方面，和说明书一起解释了本发明的原理。在附图中：

图1A和1B是根据与本文创新有关的某些方面的示例晶体生长装置和坩埚的横截面图；

图2示出了根据与本文创新有关的某些方面的一个示例微坑；

图3A和3B示出了根据与本文创新有关的某些方面的晶体生长的示例方法；

图4示出了根据与本文创新有关的某些方面的用载有锗的坩埚装载晶体生长炉的示例方法；

图5A-5D示出了根据与本文创新有关的某些方面的锗晶体生长的另一示例实施方式；以及

图6是示出了根据与本文创新有关的某些方面的晶体生长的另一示例方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细描述本发明，其实施例在附图中示出。在下文中提出的实施方式并不代表符合所要求保护的发明的所有实施方式。相反地，它们仅仅是与涉及本发明的特定方面相关的某些实施例。在任何可行之处，在附图中均使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

所述装置和方法尤其适用于用于锗(Ge)晶体生长的装置和方法，且在此上下文中描述了这样的装置和方法。然而应理解，该装置和方法可具有更大的效用，因为所述装置和方法可被用于生产具有低微坑密度的其他单晶和/或多晶的锭。