[发明专利]晶锭生长设备和制造晶锭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶锭生长设备和一种制造晶锭的方法。

背景技术

通常，用于装配半导体装置的晶片的制造工艺可以包括：切开硅单晶晶锭的切割工艺；使已切开的晶片倒圆的磨边工艺；使由于切割工艺而产生的晶片的粗糙表面平面化的研磨工艺；除去各种污染物（包括在磨边工艺或研磨工艺期间附着至晶片的表面的颗粒）的清洁工艺；用于确定适用于后处理的形状和表面的磨面工艺；以及用于晶片边缘的边抛光工艺。

可以通过丘克拉斯基（CZ）法或者浮区（FZ）法来生长硅单晶晶锭。通常，通过使用丘克拉斯基法来生长硅单晶晶锭，该方法可以制造大直径的硅单晶晶锭，并具有低加工成本。

丘克拉斯基法可通过将晶种浸渍在硅熔体中并且以较低的速度提拉该晶种来进行。

低温下的晶种与高温硅熔体相接触以由此产生热冲击。由于该热冲击因此在硅单晶晶锭中可能产生剪应力，而该剪应力在硅单晶晶锭中产生位错。通过颈部形成工艺可以移除由于热冲击产生的位错。

典型的颈部形成工艺是通过减小该颈部的直径以及增加高于位错的传播速度的晶体生长速率来降低剪应力以除去位错的技术，该技术是Dash在20世纪50年代提出的。迄今为止，公开的颈部形成工艺技术是这样的进行的：使得颈部的直径颈部为5mm或少于5mm，以及晶体生长速率为3mm/min或大于3mm/min。然而，由于随着颈部的直径的增大，产生的剪应力增大，因此位错的传播速度更加增大，并且因此，难以通过简单地增加该颈部的晶体生长速率而除去在直径为5mm或大于5mm的颈部中的位错。通过一般的颈部形成工艺能够控制位错的直径的极限已知为5mm或小于5mm。

但是，据估计，450mm晶体的重量在将来可达到约1吨，而利用形成直径约为5mm的颈部的现有工艺不可能支撑450mm晶体的较重重量（>500千克）。

也就是说，由于预期到在将来当生长较大直径的单晶时，重量可能会接近1吨，因此需要一种用于形成具有直径能够支撑较重重量的颈部的工艺。

发明内容

【技术问题】

实施例提供了一种生产高质量硅晶锭的方法。

【技术方案】

在一个实施例中，一种晶锭生长设备包括：含有硅熔体的坩埚；提拉装置，所述提拉装置提拉从所述硅熔体生长的硅单晶晶锭；以及掺杂剂供给单元，所述掺杂剂供给单元与所述提拉装置相邻布置，并且用于在所述晶锭的生长期间供给掺杂剂。

在另一实施例中，一种制造晶锭的方法包括：制备硅熔体；从所述硅熔体形成颈部；以及从所述硅熔体生长晶锭，其中，在所述颈部的形成中提供掺杂剂。

【有益效果】

根据一个实施例的晶锭生长设备包括将掺杂剂供给至颈部的掺杂剂供给单元。可以通过该掺杂剂供给单元以高于晶锭的浓度的浓度掺杂该颈部。因此，可以降低位错的传播速度，并且可以缩短传播长度。也就是说，由于可以快速地控制缺陷并且可以控制位错的传播，因此可以确保具有较大直径的颈部。由于颈部的直径变大，可以增加通过颈部能够支撑的晶锭的重量。也就是说，可以支撑较重重量的晶锭。因此，可以制造高质量较大直径的晶片。

同样，根据一个实施例的晶锭的制造方法通过增加颈部的直径而可以支撑较大尺寸的较重重量的晶锭。也就是说，该方法可以防止工艺的失败，并且可以改进工艺出品率。

附图说明

图1为示出了根据一个实施例的晶锭制造设备的剖面图；

图2为示出了根据该实施例的被包括在晶锭制造设备中的掺杂剂供给单元的立体图；

图3为示出了根据该实施例的通过晶锭制造设备制造的晶锭的立体图；

图4为根据掺杂浓度分析位错的传播长度的结果；

图5为根据掺杂浓度示出颈部的长度的图示；

图6为示出了当掺杂浓度较低时，根据晶锭的尺寸的颈部的长度的图示；

图7为示出了当掺杂浓度较高时，根据晶锭的尺寸的颈部的长度的图示；

图8为用于说明根据一个实施例的制造晶锭的方法的流程图。

具体实施方式

在实施例的描述中，将要理解的是，当层（或膜）、区域、图案或结构被称为在另一个层（或膜）、区域、垫或图案的“上面/上方”或“下面/下方”时，其可能是直接在另一个层或基板上，或也可能存在中间层。另外，关于各个层的“上面/上方”或“下面/下方”的参照将在附图的基础上作出。

在附图中，为了便于描述和清晰性，可能对各个层（或膜）、区域、图案或结构的厚度或尺寸进行了修改，其并没有完全反映真实尺寸。