【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，涉及一种晶锭生长质量的控制方法，尤其涉及一种碳化硅晶锭生长质量一致性的控制方法。
技术介绍
1、第三代半导体材料-碳化硅处于快速发展的时期，在产业化生产过程中，使用pvt法生长碳化硅晶锭是主流工艺。利用这种工艺生产的碳化硅晶锭，由于生长过程控制特别复杂，故所得晶锭的质量一致性相对较差，良率较低。
2、碳化硅晶体生长是一种相当复杂的系统，这个系统受多方因素不同条件的影响作用下会产生截然不同的生长结果。目前，碳化硅衬底产业中大多数企业处于扩产的阶段，各家企业仅仅完成研发阶段下使用单台设备多次重复生长模式下的良率控制，而产业化过程需要解决的不仅仅是单台设备的良率控制问题，更是要解决几十台甚至成百上千台数量区间内设备同时生产的良率控制问题。
3、在研发模式下，通常使用单台设备进行晶体生长实验。由于设备母体量只有1台，晶体生长时所涉及的设备参数、生长环境参数、工艺控制参数等方面存在不一致现象的机率较小。然而，在产业化过程中，动辄就是成百上千台设备的量级，如何控制千台设备的同时达到单台设备运行模式的良率指标，就需要寻求单台设备控制模式以外的其它因素进行控制，这些其他方面的因素就是从研发向生产过渡阶段中尚未被发掘或探索中的“工艺盲区”。
4、以6英寸碳化硅衬底发展过程为例，2021年之前，国内多家企业基本处于研发阶段，个别企业处于研发转产的小批量试制阶段，小部分企业报道已购置大量单机设备，但因缺少符合产业化的成熟生产工艺，故暂未完成产业化。其根本原因在于：一方面是碳化技术门槛较高，生长
5、由于碳化硅生长成本较高，单台单次实验需花费4-6万元，故在研发阶段，设备投入数量相对较少，且不同设备运行的研发工艺也相差较大，而技术人员关注和控制的参数均来源于研发条件下单台或少量机台的运行模式。
6、上述模式输出的工艺条件与产业化的成熟工艺条件之间存在着一定的差距，如何把研发模式输出的工艺条件转化为成熟的产业化工艺条件，且达到相对较高的良率指标，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种碳化硅晶锭生长质量一致性的控制方法，所述控制方法综合了多项关键的晶锭生长质量影响因素，并将这些因素限定在合理范围内，从而将碳化硅晶锭的生长质量一致性良率控制在95％以上，有利于大规模推广应用。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种碳化硅晶锭生长质量一致性的控制方法，所述控制方法包括控制晶锭生长质量影响因素的一致性。
4、所述晶锭生长质量影响因素包括红外测温仪、石墨体、测温距离、感应线圈匝间距、炉腔压力、生长系统圆周温度、长晶过程中加热温度、水冷系统中冷媒、掺杂气体和热场外围散热环境。
5、本专利技术提供的控制方法通过对现有碳化硅晶锭生长工艺中存在的诸多工艺盲区进行有效控制，综合了多项关键的晶锭生长质量影响因素，并将这些因素限定在合理范围内，从而将碳化硅晶锭的生长质量一致性良率控制在95％以上，有利于大规模推广应用。
6、优选地，所述红外测温仪的一致性控制包括：对批量使用的红外测温仪进行温度校准，且温度公差的绝对值≤2℃，例如可以是0℃、0.2℃、0.4℃、0.6℃、0.8℃、1℃、1.2℃、1.4℃、1.6℃、1.8℃或2℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
7、优选地，所述红外测温仪的使用环境温度为2100-2200℃，例如可以是2100℃、2110℃、2120℃、2130℃、2140℃、2150℃、2160℃、2170℃、2180℃、2190℃或2200℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
8、优选地，所述石墨体的一致性控制包括：采用同一种材质的石墨体，且所述石墨体的形状及尺寸均相同。
9、优选地，所述石墨体呈现中空形状，且顶部设置有开孔。
10、优选地，所述开孔的直径为5-10mm，例如可以是5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm或10mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
11、优选地，所述测温距离的一致性控制包括：控制红外测温仪到测温点表面的距离相等，且距离公差的绝对值≤2mm，例如可以是0mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm或2mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12、优选地，所述测温距离为550-650mm，例如可以是550mm、560mm、570mm、580mm、590mm、600mm、610mm、620mm、630mm、640mm或650mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
13、优选地，所述红外测温仪到测温点表面的距离由位置调节装置来进行控制。
14、优选地，所述感应线圈匝间距的一致性控制包括：采用张紧装置调整感应线圈的匝间距相同，且匝间距公差的绝对值≤0.5mm，例如可以是0mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm或0.5mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15、优选地，所述感应线圈匝间距为4-6mm，例如可以是4mm、4.2mm、4.4mm、4.6mm、4.8mm、5mm、5.2mm、5.4mm、5.6mm、5.8mm或6mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、优选地，所述炉腔压力的一致性控制包括：采用管道连通装置同时对接各台单晶炉腔体，校准压力计的示数显示一致，且压力误差的绝对值≤0.03mbar，例如可以是0mbar、0.005mbar、0.01mbar、0.015mbar、0.02mbar、0.025mbar或0.03mbar，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
17、优选地，所述炉腔压力为1-10mbar，例如可以是1mbar、2mbar、3mbar、4mbar、5mbar、6mbar、7mbar、8mbar、9mbar或10mbar，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
18、优选地，所述生长系统圆周温度的一致性控制包括：采用旋转的方式，控制发热体与坩埚之间产生相对转动。
19、优选地，所述长晶过程中加热温度的一致性控制包括：在晶体生长过程中采用温度控制的方式批量控制加热温度，且加热温度公差的绝对值≤1℃，例如可以是0℃、0.1℃、0.2℃、0.3℃、0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳化硅晶锭生长质量一致性的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括控制晶锭生长质量影响因素的一致性；
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述红外测温仪的一致性控制包括：对批量使用的红外测温仪进行温度校准，且温度公差的绝对值≤2℃；
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述石墨体的一致性控制包括：采用同一种材质的石墨体，且所述石墨体的形状及尺寸均相同；
4.根据权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，所述测温距离的一致性控制包括：控制红外测温仪到测温点表面的距离相等，且距离公差的绝对值≤2mm；
5.根据权利要求1-4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述感应线圈匝间距的一致性控制包括：采用张紧装置调整感应线圈的匝间距相同，且匝间距公差的绝对值≤0.5mm；
6.根据权利要求1-5任一项所述的控制方法，其特征在于，所述炉腔压力的一致性控制包括：采用管道连通装置同时对接各台单晶炉腔体，校准压力计的示数显示一致，且压力误差的绝对值≤0.03mbar；
7.根据权利要求1-6任
8.根据权利要求1-7任一项所述的控制方法，其特征在于，所述水冷系统中冷媒的一致性控制包括：采用蝶阀控制冷却水流量的方式调节冷媒温度，且冷媒温度公差的绝对值≤0.5℃；
9.根据权利要求1-8任一项所述的控制方法，其特征在于，所述掺杂气体的一致性控制包括：在晶体生长过程中分阶段斜率控制掺杂气体的流量。
10.根据权利要求1-9任一项所述的控制方法，其特征在于，所述热场外围散热环境的一致性控制包括：在炉腔外壁进行镀铝和/或镀银，将腔室内的热场光线反射至热场外壁。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶锭生长质量一致性的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括控制晶锭生长质量影响因素的一致性；
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述红外测温仪的一致性控制包括：对批量使用的红外测温仪进行温度校准，且温度公差的绝对值≤2℃；
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述石墨体的一致性控制包括：采用同一种材质的石墨体，且所述石墨体的形状及尺寸均相同；
4.根据权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，所述测温距离的一致性控制包括：控制红外测温仪到测温点表面的距离相等，且距离公差的绝对值≤2mm；
5.根据权利要求1-4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述感应线圈匝间距的一致性控制包括：采用张紧装置调整感应线圈的匝间距相同，且匝间距公差的绝对值≤0.5mm；
6.根据权利要求1-5任一项所述的控制方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈颖超，袁振洲，刘欣宇，
申请(专利权)人：江苏超芯星半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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