[发明专利]用于在锗晶体生长过程中粘出脏料的方法

说明书

本发明涉及半导体制备技术领域，具体涉及一种用于在锗晶体生长过程中粘出脏料的方法，包括以下步骤：将锗料煅烧完成后；将籽晶插入锗熔体，待熔接稳定后设置第一晶体提拉速度，进行引晶；点动式开启、停止第二晶体提拉速度，控制所述脏料的边缘脱离锗熔体液面,脏料的中心区域与锗熔体相连，进行缩颈生长，再将第二晶体提拉速度调整至第一晶体提拉速度进行再放肩，继续生长晶体；待晶体直径长到目标直径时，再将第一晶体提拉速度调整至第二晶体提拉速度，如此反复操作，直至将锗熔体表面的浮渣粘完，该方法降低了粘出脏料所用时间，粘出脏料重量小，大大降低脏料因加工提纯带来的损耗。

技术领域

本发明涉及半导体制备技术领域，具体涉及一种用于在锗晶体生长过程中粘出脏料的方法。

背景技术

用直拉单晶制造法(Czochralski，CZ法)拉制锗单晶时，尤其大直径单晶及电学级低位错锗单晶，需要加入大量的锗原料。在锗料熔化后，区熔锗锭表面的微量浮渣、复拉料表面微量的锗的氧化物及单晶炉内Ar气氛中微量氧的存在引入的第二相的化合物，在旋转的熔体中，都会浮起聚集在熔体的中心。晶体拉制过程中，不可避免的产生新的晶核形成多晶(晶变)。浮渣是直拉单晶时发生晶变的主要因素。在实际生产过程中如何采用特定工艺高效率粘出脏料成为锗晶体生长中重要的一个环节。

目前，在锗晶体实际生产中通常采用高温烧料的方式将一部分浮渣煅烧挥发，而后采用低晶转、埚转、低拉速、大放肩角度的方式使浮渣更高效率的粘接到脏料肩部。但有时高温烧料后，熔体表面残存的浮渣较多，此时受到单晶炉副室及热场系统的影响。尤其对于低位错锗晶体生长热场系统来讲，上保温通道开口通常较小，为了保证将浮渣粘接完，需要两次或两次以上的完全放肩粘出脏料过程(图2)，或不经过上述过程，采用放肩到一定直径进行升温等径粘接浮渣的方式(图3)将浮渣粘完。一次完全放肩粘出脏料过程耗时8小时左右，两次则需要16-20小时，很大程度延长了晶体生长周期。而浮渣一般呈片状，等径后很难粘接到脏料的等径部位，效率很低，并且所粘出脏料重量较大，过多的脏料需要加工提纯，造成原料及成本损耗。

发明内容

本发明至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题。为此，本发明提出一种用于在锗晶体生长过程中粘出脏料的方法，该方法降低了粘出脏料所用时间，粘出脏料重量小，大大降低脏料因加工提纯带来的损耗。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种用于在锗晶体生长过程中粘出脏料的方法，包括以下步骤：

将锗料煅烧完成后，将温度缓慢降至临近引晶温度，控制埚转和晶转，将籽晶缓慢降至锗熔体液面上方，烘烤；

将籽晶插入锗熔体，待熔接稳定后设置第一晶体提拉速度，进行引晶；

待完成引晶后，降低功率进行放肩，保持放肩角度呈钝角；

待晶体直径长到目标直径时，将第一晶体提拉速度调整至第二晶体提拉速度，其中第二晶体提拉速度大于第一晶体提拉速度，点动式开启、停止第二晶体提拉速度，控制所述脏料的边缘脱离锗熔体液面，此时所述脏料的底部凸出锗熔体的界面，所述脏料的中心区域与锗熔体相连，进行缩颈生长，再将第二晶体提拉速度调整至第一晶体提拉速度，继续生长晶体；

待晶体直径长到目标直径时，再将第一晶体提拉速度调整至第二晶体提拉速度，如此反复操作，直至将锗熔体表面的浮渣粘完。

另外，根据本发明上述用于在锗晶体生长过程中粘出脏料的方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述埚转为1-2r/min，晶转为1-2r/min，将籽晶降至锗熔体液面上方10-15mm，烘烤10-20min。

根据本发明的一个实施例，将籽晶插入至锗熔体2-3mm，所述第一晶体提拉速度为0.1-0.2mm/min。

根据本发明的一个实施例，所述引晶的长度为3-5mm，所述放肩角度呈120°-150°。