[发明专利]控制半导体晶体生长的开环方法和系统

权利要求书

1．一种用于硅单晶生长装置的开环控制方法，所述晶体生长装置具有盛放硅装料的坩埚和使坩埚中的硅熔化以形成熔体的加热器，从熔体拉制单晶，所述单晶与熔体形成界面，所述方法包含下列步骤：

确定基于装载到坩埚的硅的热和质量传送模型，所述模型是从参考硅单晶的生长确定的一个或更多个参考参数的函数；

产生表示加热器为了向坩埚馈送足以基本上保持熔体与晶体之间界面处的热平衡的热能所要求的功率数量的功率分布，所述功率分布是热和质量传送模型的函数；以及

在至少部分硅单晶的生长过程中，借助于根据功率分布而调整馈送到加热器的功率，对晶体生长装置进行控制。

2．权利要求1的方法，其中根据此方法的部分单晶硅的生长被自动控制。

3．权利要求1的方法，还包含从存储器取回参考参数的步骤。

4．权利要求1的方法，还包含下列步骤：

根据切克劳斯基方法生长参考硅单晶；

从参考硅单晶的生长过程测量一个或更多个工艺变量；以及

确定作为测得的工艺变量的函数的参考参数。

5．权利要求4的方法，其中测得的工艺变量包含一个或更多个由晶体提拉速率、馈送到加热器的功率和晶体直径组成的组的变量。

6．权利要求4的方法，其中参考硅单晶的尾部锥体的晶体直径分布由图象分析确定。

7．权利要求1的方法，其中热和质量传送模型包含下列公式： H I = α + [ b · ∫ t 0 t V p φ 2 dt ] + c φ 2 V p + d · L + e · φ . . . . . . ( 7 ) ]]>

其中，H_I是加热器馈送到坩埚的热能；

a、b、c、d和e分别是参考参数；

V_P是瞬时晶体提拉速率；

L是晶体的瞬时长度；

φ是晶体在界面处的直径；

t是瞬时时间；

t0是晶体开始生长的时间；而

dt是时间微分；且

其中的功率分布是与时间有关的H_I的函数。

8．权利要求7的方法，其中系数a、b、c、d和e包含参考参数，并通过基于从部分参考硅单晶的生长测得的一个或更多个工艺变量的回归分析而被确定。

9．权利要求7的方法，其中工艺变量包含一个或更多个由晶体提拉速率、馈送到加热器的功率和晶体直径组成的组中的变量。

10．权利要求7的方法，其中至少部分参考硅单晶的晶体直径分布由图象分析确定。