本实用新型专利技术提出了晶体的生长装置。该生长装置包括：外壳，限定出腔体，且具有相对设置的第一开口和第二开口；保温层，设置在外壳的内壁；坩埚，被保温层环绕且用于盛熔汤；加热器，设置在坩埚与保温层之间；冷却套，设置在第一开口的下方；热屏，设置在冷却套的下方且由多个平行排列的钼片组成；第一微加热器，设置在热屏的下方且沿水平方向延伸。本实用新型专利技术不仅可以有效地阻挡晶体表面的热能散失，提高晶体轴向温度梯度，还能降低晶体径向温度梯度，同时也提高12寸及以上大尺寸晶体的成晶率，也使得在1300
【技术实现步骤摘要】
晶体的生长装置
[0001]本技术涉及半导体晶体的生长设备
，具体地涉及晶体的生长装置。
技术介绍
[0002]为适用现有半导体器件线宽逐渐减小的需求，最好生长出无缺陷晶体。为高产率产出无缺陷晶体，需要控制固液界面处轴向温度梯度G及径向温度梯度G(r)。因晶体的生长设备内热场分布直接影响到固液界面处G及G(r)，但随着晶体直径增加，控制G(r)变得非常困难，特别是12英寸及以上大尺寸的晶体。此外，大尺寸的晶体在拉晶过程中，需要提高固液界面处轴向温度梯度，才能保证顺利地拉制单晶体。
[0003]现有技术在拉晶过程中晶体内的热量总是通过其表面的往外散失，会引起轴向中心温度梯度Gc小于边缘温度梯度Ge，根据V/G理论，晶体的端部形成空位缺陷比较多的V-rich 区域、尾部形成间隙缺陷比较多的I-rich区域，其中完美晶体区域(Pv、Pi)很窄。其中， Pv代表完美晶体区域内存在极少量的晶体缺陷，该缺陷以空位缺陷为主，Pi代表完美晶体区域内存在极少量的晶体缺陷，该缺陷以间隙缺陷为主。
[0004]因此，为生长出晶体的品质接近完美晶体，需进一步对热场进行改进。
技术实现思路
[0005]为解决上述技术问题，本技术提出晶体的生长装置，通过增设由多个钼片组成的热屏和微加热器，提高固液界面处轴向温度梯度，降低径向温度梯度，且缺陷尺寸都低于 20nm，使得晶体的品质接近完美晶体。
[0006]在本技术的第一方面，本技术提出了一种晶体的生长装置，包括：外壳，所述外壳限定出腔体，且具有相对设置的第一开口和第二开口，其中，所述第一开口用于晶体的放取，所述第二开口用于坩埚的升降；保温层，所述保温层设置在所述外壳的内壁；所述坩埚，所述坩埚被所述保温层环绕，且用于盛放熔汤；加热器，所述加热器设置在所述坩埚与所述保温层之间；冷却套，所述冷却套设置在所述第一开口的下方；热屏，所述热屏设置在所述冷却套的下方且在所述熔汤的液面上方，且由多个平行排列的钼片组成；第一微加热器，所述第一微加热器设置在所述热屏的下方，并环绕所述晶体，且沿水平方向延伸，所述第一微加热器用于固液界面三相点处提供热能。
[0007]本技术通过增设由多层钼片构成的热屏和第一微加热器，不仅可以有效地阻挡晶体表面的热能散失，提高晶体轴向温度梯度，还能降低径向温度梯度，使得晶体内外温度梯度变化不至于太大，同时，从而使晶体生长过程中V/G比值达到临界范围内，进而生长出近似完美的晶体。
[0008]另外，根据本技术上述实施例的晶体的生长装置，还可以具有如下附加的技术特征：
[0009]根据本技术的实施例，所述钼片沿水平方向排列或沿垂直方向排列的。
[0010]根据本技术的实施例，进一步包括：第二微加热器，所述第二微加热器设置在
所述冷却套的下方，并位于所述晶体和所述热屏之间且沿轴向方向延伸。
[0011]根据本技术的实施例，所述热屏与所述熔汤的液面的距离为30mm～60mm，所述热屏与所述晶体的距离为40～70mm。
[0012]根据本技术的实施例，所述第一微加热器与所述熔汤的液面的距离为15-30mm。
[0013]根据本技术的实施例，所述第二微加热器设置在所述晶体和所述热屏之间的1/3 处，且靠近所述热屏。
[0014]根据本技术的实施例，每个所述钼片的厚度为0.2～5mm，相邻两层所述钼片的间距为1～10mm。
[0015]根据本技术的实施例，所述热屏内所述钼片的层数不小于15。
[0016]根据本技术的实施例，所述加热器包括：一个底加热器，所述底加热器设置在所述坩埚的下方；一个侧加热器，所述侧加热器设置在所述坩埚的侧壁与所述保温层之间。
[0017]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0018]本技术上述的方面结合下面附图对实施例的描述进行解释，其中：
[0019]图1是本技术一个实施例的生长装置的示意图；
[0020]图2是本技术另一个实施例的生长装置的示意图；
[0021]图3是本技术一个实施例的生长装置的局部截面结构示意图(a)和晶体缺陷分布图 (b)；
[0022]图4是本技术另一个实施例的生长装置的局部截面结构示意图(a)和晶体缺陷分布图(b)；
[0023]图5是本技术另一个实施例的生长装置的局部截面结构示意图(a)和晶体缺陷分布图(b)。
[0024]附图标记
[0025]100
ꢀꢀ
外壳
[0026]110
ꢀꢀ
冷却套
[0027]101
ꢀꢀ
第一开口
[0028]102
ꢀꢀ
第二开口
[0029]200
ꢀꢀ
保温层
[0030]300
ꢀꢀ
坩埚
[0031]301
ꢀꢀ
坩埚托
[0032]400
ꢀꢀ
加热器
[0033]410
ꢀꢀ
侧加热器
[0034]420
ꢀꢀ
底加热器
[0035]500
ꢀꢀ
热屏
[0036]600
ꢀꢀ
第一微加热器
[0037]700
ꢀꢀ
第二微加热器
具体实施方式
[0038]下面详细描述本技术的实施例，本
人员会理解，下面实施例旨在用于解释本技术，而不应视为对本技术的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。
[0039]本文中所称“完美晶体”或“无缺陷晶体”并不意指绝对完美的晶体或没有任何缺陷的晶体，而是容许存在极少量的一种或多种晶体缺陷，其不足以使晶体或其结果得到晶圆的某种电学或机械学特性产生大的变化以致使其制成的电子器件的性能恶化。
[0040]本文中所称“完美晶体窗口区域”为沿着径向分布的窗口区域，该窗口区域内缺陷尺寸都低于20nm。该缺陷可以为空位缺陷(Vacancy defect)、间隙缺陷(Interstitial defect)。可参考图3-5的(b)图的虚线框所示。
[0041]则为了扩大完美晶体窗口区域即缺陷尺寸都低于20nm，即Rcl.v-Rcl.i属于(-20nm， 20nm)，专利技术人在晶体的生长装置中同时增设由多层钼片构成的热屏和第一微加热器，通过钼片对热量的高反射作用，有效地阻挡晶体表面的热能向外散失，使得晶体内的热能只能通过晶体的轴向流通，提高了晶体轴向温度梯度；同时设置在熔汤表面的第一微加热器，不仅平衡固液界面附近的温度，也维持固液界面靠近三相点处的能量并抑制熔汤温度过低，使得晶体内外温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种晶体的生长装置，其特征在于，包括：外壳，所述外壳限定出腔体，且具有相对设置的第一开口和第二开口，其中，所述第一开口用于晶体的放取，所述第二开口用于坩埚的升降；保温层，所述保温层设置在所述外壳的内壁；所述坩埚，所述坩埚被所述保温层环绕，且用于盛放熔汤；加热器，所述加热器设置在所述坩埚与所述保温层之间；冷却套，所述冷却套设置在所述第一开口的下方；热屏，所述热屏设置在所述冷却套的下方且在所述熔汤的液面上方，且由多个平行排列的钼片组成；第一微加热器，所述第一微加热器设置在所述热屏的下方，并环绕所述晶体，且沿水平方向延伸，所述第一微加热器用于固液界面三相点处提供热能。2.根据权利要求1所述的生长装置，其特征在于，所述钼片沿水平方向排列或沿垂直方向排列。3.根据权利要求2所述的生长装置，其特征在于，进一步包括：第二微加热器，所述第二微加热器设置在所述冷却套的下方，并位于所述晶体和所...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢哲玮，黄末，
申请(专利权)人：徐州鑫晶半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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