用于制造单晶硅锭的方法、以及通过该制备方法制备的单晶硅锭技术

实施方式提供用于通过使用单晶硅生长装置制备单晶硅锭的方法，所述装置包括：腔室；设置在所述腔室内并容纳熔融硅液的坩埚；设置在坩埚外以加热坩埚的加热器；设置在所述腔室内的热屏蔽部件；以及用于牵拉由熔融硅液生长的单晶的牵拉部件，其中，所述方法可以包括分别生长颈部、肩部和主体部的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造单晶硅锭的方法、以及通过该制备方法制备的单晶硅锭
实施方式涉及在肩部具有改进的晶体质量的单晶硅锭、以及用于制造该单晶硅锭的方法。
技术介绍
通常，主要采用浮区法(FloatingZonemethod,FZ)或丘克拉斯基法(Czochralskimethod,CZ)作为用于制造单晶硅的方法。如果单晶硅锭采用FZ法进行生长，很难制造具有大直径的硅晶片并且工艺成本非常高。因此，单晶硅锭通常采用CZ法进行生长。根据CZ法，将多晶硅加入到石英坩锅中，并通过加热石墨加热元件进行熔融，将晶种浸没于所获得的熔融硅液中，在熔融液界面上发生结晶，从而，旋转并牵拉晶种，由此生长单晶硅锭。在使用CZ法的单晶生长过程中，进行缩颈过程(其中，由晶种生长细长晶体)，在缩颈过程后进行放肩过程(其中，晶体沿直径方向生长以具有所期望的直径)，然后，进行主体生长过程(其中，晶体进行生长以具有均匀直径)。在完成主体生长至指定长度之后，进行收尾过程(其中，晶体直径缓慢降低以使得晶体与熔融硅液分离)。特别是，在硅单独生长期间，在单晶直径快速增长的放肩过程中，根据工艺条件，错位发生率可能增加，因此，需要优化牵拉速度、熔融硅液的温度条件等。
技术实现思路
技术问题实施方式提供用于制造单晶硅锭的方法以及由该方法制造的单晶硅锭，所述方法可以控制肩部形状以降低肩部的错位。技术方案在一种实施方式中，用于使用单晶硅生长装置制造单晶硅锭的方法包括生长颈部、生长肩部、以及生长主体部，其中，肩部的生长包括：第一操作，其将肩部的牵拉速度从第一牵拉速度降低到第二牵拉速度、并将过程温度下降管理值从第一管理值降低到第二管理值；以及第二操作，其维持肩部的第二牵拉速度并维持第二管理值，所述装置包括腔室、设置在所述腔室内并容纳熔融硅液的坩埚、设置在坩埚外以加热坩埚的加热器、设置在所述腔室内的热屏蔽部件、以及用于牵拉由熔融硅液生长的单晶的牵拉部件。在一个实施方式中，通过上述单晶硅锭制造方法制造的单晶硅锭包括颈部、肩部和主体部。有益效果单晶硅锭和用于根据实施方式制造该单晶硅锭的方法同时改变了单晶的牵拉速度和温度条件，并由此可以反复重现肩部形状，并且由于反复重现肩部形状，可以获得质量改进且错位发生频率低的单晶硅锭。附图说明图1是显示根据一个实施方式的单晶硅生长装置的图。图2是显示根据肩部的生长过程进展时间的过程管理值比例的曲线图。图3是显示根据熔融间隙的肩部热应力分布图。图4A是显示单晶硅锭构型的图。图4B是显示根据一个实施方式的肩部的图。图5A和5B是显示根据肩部形状的热应力分布图。图6是显示根据一个实施方式的肩部形状的图。图7是显示根据肩部形状的热应力分布图。图8是显示根据肩部形状的热应力值曲线图。图9是显示主体部电阻率值分布的图表。具体实施方式下面，将参考附图和说明书对实施方式进行描述。在以下说明中，显示各种具体元件，例如组成元件。这些元件的说明仅是为了更好地理解本专利技术。本领域技术人员能够理解可以在不背离所附权利要求书揭示的本专利技术精神和范围的基础上，对本专利技术进行各种改良、补充以及替代具体元件。在实施方式的以下说明中，应当理解，当描述一种元件在另一元件“之上”或“之下”形成的时候，两个元件可以直接接触或可存在位于这两者之间的一个或多个插入元件。此外，还应理解在一个元件“之上”或“之下”可以包括元件的下方以及上方。附图中，为了方便且清楚地进行说明，各层的厚度和尺寸可能夸大、省略、概略显示。进一步，各元件的尺寸并不是指其实际尺寸。图1显示了根据一个实施方式的单晶硅生长装置，其中，实施了用于制造单晶硅锭的方法。根据该实施方式的单晶硅生长装置1000包括：腔室10、容纳熔融硅液(SM)的坩埚30、位于坩埚外的加热器20、位于所述腔室内的热屏蔽部件、固定用于生长单晶硅锭的晶种(未显示)的晶种夹头、以及用于使得单晶硅锭向上移动的牵拉部件(未显示)。可以形成圆柱形腔室10，设置有在其内形成的腔体，并且牵拉室(未显示)可以位于腔室10以上，以与腔室10连通。容纳熔融硅液(SM)的坩埚30位于腔室10内。坩埚30可以位于腔室10的中心区域，并且具有常规的凹形容器形状。进一步，坩埚30可以包括直接接触熔融硅液(SM)的石英坩埚部件、以及围绕石英坩埚部件外表面且支撑石英坩埚部件的石墨坩埚部件。晶种夹头可以位于坩埚30上方。晶种夹头用于固定晶种，该晶种用于生长单晶硅锭，并且晶种夹头可以包括牵拉部件以在单晶锭生长过程期间向上牵拉所生长的锭。向坩埚30供热的加热器20可以位于坩埚30侧面处。加热器20可以与坩埚30的外周表面间隔开，并位于坩埚30外侧，并且加热器20可以具有圆柱形形状以围绕坩埚30的侧面部分。进一步，用来冷却已生长的单晶锭的水冷却管60可以位于腔室10的上部。热屏蔽部件40可以位于单晶生长装置的腔室10内，以保存由加热器20加热的坩埚30内的热量。热屏蔽部件40可以位于加热器20和腔室10之间，并且包括位于坩埚30上部的上热屏蔽部件、位于坩埚30侧面的侧热屏蔽部件、以及位于坩埚30下部的下热屏蔽部件，但是，热屏蔽部件40的位置不限于此。热屏蔽部件40可以使用材料设计为一个形状，以在加热器20和坩埚30中获得最佳热分布，并最大程度利用热能而没有损耗。在使用如图1所示单晶硅生长装置制造单晶硅锭时，单晶硅锭以颈部、肩部和主体部的顺序进行连续生长。在用于根据该实施方式制造单晶硅锭的方法中，肩部的生长包括：第一操作，其将肩部的牵拉速度从第一牵拉速度降低到第二牵拉速度、并将过程温度下降管理制度从第一管理值降低到第二管理值；以及第二操作，其维持肩部的第二牵拉速度并维持第二管理值。在肩部生长的第一操作中，肩部的牵拉速度随着过程进展时间流逝而逐步降低。也就是说，随着肩部生长的高度增加，肩部的牵拉速度可以降低。进一步，在肩部生长的第一操作中，过程管理温度可以连续降低，并且降低温度的下降管理值可以随着过程进展时间流逝而降低。在肩部生长的第二操作中，肩部的牵拉速度可以进行控制以保持均一。进一步，同时，在肩部生长的第二操作中，过程管理温度可以连续降低，但是降低温度的下降管理值可以进行控制以保持均一。以下表1描述了在肩部生长期间牵拉速度和过程温度下降管理值随过程进展时间流逝而改变。表1参见表1，时间表示肩部生长期间的过程进展时间，并且温度下降管理值表示在肩部生长期间的温度控制值，即，表示温度管理值的下降。例如，在肩部生长的同时，温度管理值降低35点，并且随着过程进展时间流逝，温度管理值另外降低26点、22点和20点。此处，通过温度管理值控制的肩部过程温度随时间流逝而连续降低。温度管理值是过程管理值中的一个，可以是控制肩部生长的装置中的温度管理值，即，自动温度控制器(ATC)的温度管理值。例如，1点的变化可以对应于0.5℃的变化。参见表1，例如，如果在肩部生长开始点处的温度为1800℃，在肩部生长初始阶段的过程温度管理值下降35点，即，可以控制温度从1800℃降低17.5℃。接着，额外实施26点的温度下降，并且由此，可以控制温度进一步下降13℃。也就是说，表1的温度下降管理值可以是连续降低过程温度的管理值。表1的牵拉速度可以是肩部的牵拉速度。可以根据过程进展时间控制初始阶段的肩部牵拉速度降低，并且在指定本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于使用单晶硅生长装置制造单晶硅锭的方法，所述装置包括：腔室；设置在所述腔室内并容纳熔融硅液的坩埚；设置在坩埚外以加热坩埚的加热器；设置在所述腔室内的热屏蔽部件；以及用于牵拉由所述熔融硅液生长的单晶的牵拉部件，所述方法包括生长颈部、生长肩部和生长主体部，其中，肩部的生长包括：第一操作，其将肩部的牵拉速度从第一牵拉速度降低到第二牵拉速度、并将过程温度下降管理值从第一管理值降低到第二管理值；以及第二操作，其维持肩部的所述第二牵拉速度并维持所述第二管理值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.07 KR 10-2015-00017761.用于使用单晶硅生长装置制造单晶硅锭的方法，所述装置包括：腔室；设置在所述腔室内并容纳熔融硅液的坩埚；设置在坩埚外以加热坩埚的加热器；设置在所述腔室内的热屏蔽部件；以及用于牵拉由所述熔融硅液生长的单晶的牵拉部件，所述方法包括生长颈部、生长肩部和生长主体部，其中，肩部的生长包括：第一操作，其将肩部的牵拉速度从第一牵拉速度降低到第二牵拉速度、并将过程温度下降管理值从第一管理值降低到第二管理值；以及第二操作，其维持肩部的所述第二牵拉速度并维持所述第二管理值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一操作中，肩部的牵拉速度相对过程温度下降管理值的比例随着肩部高度增加而增加。3.如权利要求2所述的方法，所述比例随肩部高度增加而线性增加。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在第二操作中，肩部的牵拉速度相对过程温度下降管理值的比例保持均一。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，肩部的生长包括：将热屏蔽部件和熔融硅液之间的熔融间隙控制在大于30mm且小于38mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜钟珉，宋到原，
申请(专利权)人：LG矽得荣株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR