具有双电源加热的区熔炉热场及保温方法技术

本发明专利技术涉及半导体制造领域，旨在提供一种具有双电源加热的区熔炉热场及保温方法。该区熔炉热场包括主加热线圈和辅助加热器，辅助加热器的外形呈上下方向往复弯折的波浪状且在水平方向上围绕成圆环状，其两个端部设接口并通过电缆与辅助加热电源相连。辅助加热电源通过信号线依次连接数据分析模块和红外测温仪。本发明专利技术可解决6.5英寸以上的区熔硅单晶生长中面临的因热场分布不合理、热应力过大造成的单晶棒开裂问题，也可改善3-6英寸区熔硅单晶生长的热场分布。

【技术实现步骤摘要】
具有双电源加热的区熔炉热场及保温方法
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及具有双电源加热的区熔炉热场及保温方法。
技术介绍
硅是全球第一产业——电子信息技术产业的基础材料，占全球半导体材料使用量的95%以上。区熔硅单晶由于其独特的生长方式，具有纯度高，均匀性好、缺陷少等优点，适合用于大功率半导体元器件。随着电力电子产业的蓬勃发展，各类新型电力电子器件对大直径区熔硅单晶的需求越来越旺盛，如SR硅整流器、SCR可控硅、GTR巨型晶体管、GTO晶闸管、SITH静电感应晶闸管、IGBT绝缘栅双极晶体管、PIN超高压二极管、智能功率器件(SMARTPOWER)、功率集成器件(POWERIC)等，因此，大直径区熔硅单晶具有广阔的应用领域和良好的发展前景。区熔硅单晶的生长采用悬浮区域熔炼法，即用高频感应加热线圈加热多晶硅料使其熔化，在线圈下方用籽晶接住熔融硅连续生长出单晶棒。由于采用悬浮区域熔炼，热场集中在熔区附近，熔区下方温度分布不均匀。尤其对于生长大直径硅单晶，因单晶棒表面快速冷却，中心和表面径向温度梯度扩大而导致单晶棒开裂。随着单晶棒直径的增大，熔区面积和热应力呈几何数级增大，当单晶棒内热本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有双电源加热的区熔炉热场，包括中心设有圆孔的主加热线圈，主加热线圈与主加热电源相连，其特征在于，还包括一个辅助加热器，其外形呈上下方向往复弯折的波浪状且在水平方向上围绕形成圆环状，其两个端部设接口并通过电缆与辅助加热电源相连；辅助加热电源还通过信号线依次连接数据分析模块和红外测温仪。

【技术特征摘要】
2013.04.25 CN 201310148579.11.一种基于具有双电源加热的区熔炉热场的区熔炉保温方法，其特征在于，所述区熔炉热场具有双电源加热线圈，包括：中心设有圆孔的主加热线圈，主加热线圈与主加热电源相连；以及一个辅助加热器，其外形呈上下方向往复弯折的波浪状且在水平方向上围绕形成圆环状，其两个端部设接口并通过电缆与辅助加热电源相连；辅助加热电源还通过信号线依次连接数据分析模块和红外测温仪；所述区熔炉保温方法是：通过辅助加热电源为辅助加热器施加直流电源，通过辅助加热器对生长在其内部的单晶棒施加热辐射，从而实现对单晶棒的保温；通过红外测温仪实时监测硅单晶棒特定点的温度，并传输给数据分析模块，数据分析模块通过内置的控制方法来控制辅助加热器的电流，从而调节对单晶棒的保温效果；内置于数据分析模块的控制方法，其控制目标为单晶棒特定点的温度，控制输入量为辅助加热器电流，且在不同的生长阶段采取不同的控制策略；该方法具体包括：在扩肩阶段，单晶棒直径不断变化，设定单晶棒特定点温度随单晶棒直径的变化曲线T(d)为目标值，其中，单晶棒特定点温度随单晶棒直径的变化曲线T(d)由对作为标准参照的单晶棒生产过程进行标定的方式获得；单晶棒直径为D时，通过查找曲线获得单晶棒温度目标值为T(D)；温差△T＝T1-T(D)，其中T1为单晶棒直径为D时红外测温仪检测到单晶棒特定点的温度；辅助加热器电流设定值I分三段控制：当温度偏差△T＜Tm时，I＝Imax，即辅助加热器输出最大电流；当△T＞Tb时，I＝0，即关闭辅助加热器；当Tm≤△T≤Tb时，I＝I0-0.45×△T+0.0038×(D/△T)；其中，Tm为单晶棒温度目标值为T(D)允许的下偏差，Tb为...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹建伟，欧阳鹏根，王丹涛，傅林坚，陈明杰，石刚，邱敏秀，
申请(专利权)人：浙江晶盛机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：