CN105980614A - 单晶生长装置 - Google Patents

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Abstract

实施例包括：腔室；坩埚，设置在该腔室中并且容纳熔融液体，该熔融液体是用于单晶生长的原料；坩锅屏，布置在该坩埚的上端；以及用于提高或降低该坩埚屏的移动单元，其中该坩埚屏和第一上部绝热单元被升高以控制行程距离，从而防止由行程距离的缩短引起的提离过程的不可能性以及在单晶中产生裂纹。

Description

单晶生长装置
【技术领域】
实施例涉及单晶生长装置。
【背景技术】
蓝宝石是以这样的方式产生的晶体：氧化铝(Al2O3)在2050℃的温度下熔融并且在缓慢冷却时生长。作为氧化铝的单晶，蓝宝石具有跨越宽波长范围的光透射特性，并且还具有优越的机械特性、耐热性和耐腐蚀性、连同高硬度、热传导性、抗电阻性和抗冲击性。由于蓝宝石没有孔并且具有高介电强度，它可以被用于外延生长的基底。
生长蓝宝石单晶的代表性方法包括韦纳伊法(Verneuil method)、HEM(热交换法)、EFG(限边送膜生长)、丘克拉斯基法(Czochralski method)、以及凯罗普洛斯法(Kyropulous method)。
凯罗普洛斯法具有的优点在于设备相对廉价，制造成本低，以及比使用丘克拉斯基法时更少的缺陷结果。根据凯罗普洛斯法，尽管类似于丘克拉斯基法，单晶仅通过拉动单晶、而不是单晶的旋转生长。
【发明内容】
【技术问题】
实施例提供了单晶生长装置，该单晶生长装置能够防止由于不够的循环距离提离过程的不可能性，并且防止在单晶中产生裂纹。
【技术解决方案】
在一个实施例中，单晶生长装置包括：腔室；坩埚，设置在该腔室中并且容纳作为用于单晶生长的原料的熔融液体；坩锅屏，布置在该坩埚的顶部上；以及用于提高或降低该坩埚屏的传送单元。
该单晶生长装置可以进一步包括：布置在该坩埚屏上的第一上部热绝缘部件；以及与该第一上部热绝缘部件间隔开并且布置在该第一上部热绝缘部件上方的第二上部热绝缘部件。
该传送单元可以一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
该传送单元可以包括：至少一个用于将该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件结合在一起的夹具；以及用于提高或降低该至少一个夹具的提升部件。
该至少一个夹具可以包括：用于将该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件围绕在一起的结合部分；以及穿过该第二上部热绝缘部件并且具有连接至该结合部分的一端和连接至该提升部件的其余端的支撑部分。
该至少一个夹具能够以复数设置，并且该多个夹具可以彼此间隔开安排。
该至少一个夹具可以穿过该第一上部热绝缘部件和该第二上部热绝缘部件，并且可以具有连接至该坩埚屏的一端和连接至该提升部件的其余端。
该单晶生长装置可以进一步包括用于控制该传送单元以便调整该第一上部热绝缘部件和该第二上部热绝缘部件之间的距离的控制器。
该控制器可以包括：重量测量传感器，用于测量生长单晶的生长速度；生长速度传感器，用于测量该生长单晶的重量；以及距离测量传感器，用于测量该生长单晶和该坩埚屏之间的距离。
该控制器可以基于通过该重量测量传感器测量的该单晶的生长速度，通过该生长速度传感器测量的该单晶的重量，或者通过该距离测量传感器测量的该生长单晶和该坩埚屏之间的距离来控制该传送单元。
该第一上部热绝缘部件的底部表面可以与该坩埚屏的顶部表面接触。
该传送单元可以在该第一上部热绝缘部件和该第二上部热绝缘部件之间的距离内一起提高或降低该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
该结合部分可以围绕该坩埚屏的顶部表面、该坩埚屏和该上部热绝缘部件的外侧表面、以及该坩埚屏的底部表面的至少一部分。
根据另一个实施例，单晶生长装置包括：腔室；坩埚，设置在该腔室中并且容纳通过熔化原料产生的熔融液体；坩锅屏，布置在该坩埚的顶部上；布置在该坩埚屏上的第一上部热绝缘部件；与该第一上部热绝缘部件间隔开并且布置在该第一上部热绝缘部件上方的第二上部热绝缘部件；传送单元，用于提高或降低该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件；以及控制器，用于控制该传送单元。
该控制器可以测量该单晶的生长速度，将该单晶的测量的生长速度与参考生长速度进行比较，并且基于比较结果控制该传送单元以便一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
如果该单晶的测量的生长速度大于该参考生长速度，则该控制器可以一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
该控制器可以测量生长单晶的循环距离，将测量的循环距离与预定的参考距离值进行比较，并且基于比较结果控制该传送单元以便一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件，并且该循环距离可以是该生长单晶可以被拉出直到使它与该坩埚屏接触的距离。
如果所测量的循环距离小于或等于该预定的参考距离值，则该控制器可以一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
该控制器可以测量生长单晶的重量，将该单晶的测量的重量与预定的参考重量值进行比较，并且基于比较结果控制该传送单元以便一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
如果该单晶的测量的重量大于或等于该预定的重量，则该控制器可以一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
该参考生长速度可以是1kg/小时。该预定的参考距离值可以是最大循环距离的十分之一，并且该最大循环距离可以是该坩埚屏和该熔融液体的界面之间的距离。该预定的参考重量值可以是该原料的总重量的10％。
【有利效果】
实施例可以防止由于不够的循环距离提离过程的不可能性，并且可以防止在单晶中产生裂纹。
【附图说明】
图1示出了根据实施例的单晶生长装置。
图2a示出了图1中所描绘的夹具的实施例。
图2b示出了图1中所描绘的夹具的另一个实施例。
图3示出了图1中所描绘的生长的单晶和坩埚屏之间的循环距离。
图4a和4b示出了根据夹具的上升在第一上部热绝缘部件和第二上部热绝缘部件之间的距离。
图5示出了根据实施例的单晶生长方法的流程图。
图6示出了根据另一个实施例的单晶生长方法的流程图。
图7示出了根据另外的实施例的单晶生长方法的流程图。
【具体实施方式】
下文中，参照附图通过对实施例的描述将清楚地揭露实施例。在实施例的以下描述中，将理解的是，当诸如层(薄膜)、区域、形式或结构的元件被称为在另一个元件“在……上”或“在……下”时，它可以“直接”在另一个元件上或下，或者可以“间接”形成使得也可以存在介于中间的元件。此外，还将理解的是在……上或在……下的标准是基于附图。
在附图中，为了说明方便和清晰，尺寸被放大、省略或者示意性地示出。此外，构成元件的尺寸不完全反映实际尺寸。在任何可能的情况下，相同的参考号将贯穿附图使用来指代相同或相似的部分。在下文中，将参照附图描述根据实施例的单晶生长装置。
图1示出了根据实施例的单晶生长装置100。
参照图1，单晶生长装置100包括腔室101、坩锅110、坩埚支承件120、加热器130、侧热绝缘部件135、底部热绝缘部件140、坩埚屏152、第一上部热绝缘部件154、第二上部热绝缘部件156、第一传送单元160、第二传送单元180、以及控制器190。
例如，单晶生长装置100可以是用于使用凯罗普洛斯法生长蓝宝石单晶的装置，但是实施例并不限于此单晶生长装置。
腔室101可以是用于提供生长单晶I或单晶锭的环境的空间。尽管术语“单晶”将在下文中使用，它也可以是指单晶锭。
坩埚110可以被布置在腔室101中，并且可以具有其中装有原料的结构并且其容纳通过熔化该装入的原料产生的熔融液体M。坩埚110的材料可以是钨(W)，但是实施例并不限于钨。
坩埚支承件120可以被布置在坩埚110下方以支承坩埚110。坩埚支承件120可以由具有优越的导热率和耐热性以及低热膨胀率的材料(例如钼(Mo))制成，其不容易通过加热变形并且具有高耐热冲击，但是实施例并不限于钼。
加热器130可以被布置在腔室101中同时与坩埚110的外周表面间隔预定的距离，并且可以加热坩埚110。加热器130可以由钨制成，但是实施例并不限于钨。
加热器130可以被安排为围绕坩埚110的侧表面和底部表面，但是实施例并不限于这种安排，并且该加热器可以被安排为仅围绕坩埚110的侧表面。
加热器130可以加热坩埚110，并且坩埚110内的温度可以由于来自加热器130的加热而升高，从而将原料(其是多晶锭)转变成熔融液体M。
侧热绝缘部件135可以被布置在坩埚110的侧部附近，并且可以防止在腔室101中的热量通过腔室101的侧部逃逸。例如，侧热绝缘部件135可以被放置在加热器130和腔室101的侧壁之间，并且可以防止来自加热器130的热量泄露到腔室101的外部。
下部热绝缘部件140可以被布置在坩埚110下方，并且可以防止在腔室101中的热量通过腔室101的下部部分逃逸。例如，下部热绝缘部件140可以被放置在加热器130和腔室101的底部之间，并且可以防止来自加热器130的热量通过腔室101的底部逃逸。
坩埚屏152、第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156可以被布置在坩埚110上，并且可以防止热量通过坩埚110的上部部分逃逸。
坩埚屏152、第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156中的每一个可以具有在其中心形成的开口201。连接至种子连接部件160的晶种可以穿过开口201，并且可以接触坩埚110中的熔融液体M。
例如，坩埚屏152、第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156中的每一个可以具有圆板形状，该圆板形状具有在其中心形成的开口201，但是该形状并不限于圆板形状，并且可以根据坩埚110的形状确定。开口201可以具有圆形形状，该圆形形状具有某一直径，但是该形状并不限于圆形形状，并且可以是多边形或椭圆形形状。
坩埚屏152可以被安排在坩埚110的顶部处，并且可以将产生自在坩埚110中包含的熔融液体M的辐射热反射朝向坩埚110。
坩埚屏152可以被实施为单层，其由具有良好绝缘效应的钼或钨(W)制成。坩埚屏152的厚度可以范围为从5mm至10mm，但是它并不限于此尺寸。
第一上部热绝缘部件154可以被布置在坩埚屏152上。例如，第一上部热绝缘部件154的底部表面可以与坩埚屏152的顶部表面接触。
第二上部热绝缘部件156可以被布置在第一上部热绝缘部件154上方以便与第一上部热绝缘部件154间隔预定的距离d1。例如，距离d1可以范围为从50mm至100mm，但是它并不限于此尺寸。
第一和第二上部热绝缘部件154和156中的每一个可以具有这样的结构使得多个层堆叠，并且用于绝缘的气隙可以存在于相邻层之间。
例如，第一和第二上部热绝缘部件154和156中的每一个可以包括第一层，其位于最底位置，以及多个第二层，其被堆叠在该第一层上。
该第一层可以由钨制成，并且该多个第二层可以由钼制成。为了改进绝缘效果，包括在第二上部热绝缘部件156中的第二层的数目可以大于包括在第一上部热绝缘部件154中的第二层的数目。
第一上部热绝缘部件154可以由坩埚屏152支撑，并且第二上部热绝缘部件156可以由加热器130的顶部支撑，但是实施例并不限于该支撑结构。
第一传送单元160可以包括种子连接部件162和第一提升部件164。种子连接部件162可以被布置在坩埚110上方，并且可以具有晶种被固定其上的一端和连接至该第一提升部件164的另一端。种子连接部件160可以属于轴类型，但它并不限于该轴类型。
第一提升部件164可以与种子连接部件162连接，并且可以提高或降低在腔室101中的种子连接部件160。
第二传送单元180可以提高或降低坩埚屏152和该第一上部热绝缘部件154。
例如，第二传送单元180可以在第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156(彼此间隔开)之间的距离内一起提高或降低坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154。
第二传送单元180可以包括至少一个用于将坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154结合在一起的夹具182，和用于提高或降低该至少一个夹具182的第二提升部件184。
图2a示出了图1中所描绘的夹具182的实施例182-1和182-2。
参照图2a，至少一个夹具182可以包括第一夹具182-1和第二夹具182-2，它们彼此间隔开。尽管在图2a中示出了两个夹具，夹具的数目并不限于两个。
该至少一个夹具(例如182-1和182-2)可以包括结合部分(例如210-1和210-2)，用于将坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154围绕在一起，和支撑部分(例如220-1和220-2)，它们穿过第二上部热绝缘部件156，该支撑部分具有连接至该结合部分(例如210-1和210-2)的一端，以及连接至第二提升部件164的另一端。
例如，第一夹具182-1可以包括第一结合部分210-1用于将坩埚屏152的一部分和第一上部热绝缘部件154的一部分围绕在一起，和第一支撑部分220-1，其穿过第二上部热绝缘部件156，该第一支撑部分具有连接至第一结合部分210-1的一端以及连接至第二提升部件164的另一端。
第二夹具182-2可以包括第二结合部分210-2用于将坩埚屏152的另一部分和第一上部热绝缘部件154的另一部分围绕在一起，和第二支撑部分220-2，其穿过第二上部热绝缘部件156，该第二支撑部分具有连接至第二结合部分210-2的一端以及连接至第二提升部件164的另一端。
例如，第一和第二结合部分210-1和210-2中的每一个可以围绕坩埚屏152的顶部表面、坩埚屏152和上部热绝缘部件154的外侧表面、以及坩埚屏152的底部表面的至少一部分。
可替代地，该多个夹具的结合部分可以彼此连接。而且，支撑部分可以不穿过第二上部热绝缘部件156，并且支撑部分的数目并不限于在图2a中示出的数目。
图2b示出了图1中所描绘的夹具182的另一个实施例182-1'和182-2'。
参照图2b，至少一个夹具，例如182-1'和182-2’，可以穿过第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156，并且可以具有连接至坩埚屏152的一端和连接至第二提升部件184的另一端。
例如，第一夹具，例如182-1'，可以穿过第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156，使得其一端连接至坩埚屏152的顶部表面的区域并且其另一端连接至第二提升部件164。
此外，第二夹具，例如182-2'，可以穿过第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156，使得其一端连接至坩埚屏152的顶部表面的另一个区域并且其另一端连接至第二提升部件164。
控制器190可以控制第一传送单元160和第二传送单元180的操作。
控制器190可以控制第一提升部件164以提高或降低种子连接部件160。
控制器190还可以控制第二提升部件184以提高或降低夹具182，由此在单晶生长时调节坩埚屏154和该单晶的顶部之间的距离。
随着坩埚屏154和生长的单晶的顶部之间的距离被调节，循环距离可以被调节。也就是说，该循环距离可以是该生长的单晶可以被拉出直到使它与该坩埚屏接触的距离。
例如，该循环距离当晶种被浸入熔融液体中时可以是该坩埚屏和该熔融液体的界面之间的距离，并且该循环距离此时可以是该单晶的最大循环距离。
图3示出了图1中所示出的生长的单晶I和坩埚屏154之间的循环距离CD。
参照图3，生长的单晶I可以被分成颈部、肩部和本体。
该颈部可以是从晶种生长的薄且长的部分，该肩部可以是通过将单晶锭的直径逐渐增加至目标直径生长的部分，并且该本体可以是具有特定目标直径的生长的部分。
从当该晶种被浸入该熔融液体中时到当该单晶I的颈部已经生长时的循环距离TC可以是在坩埚屏152和该熔融液体M的界面之间的距离。在下文中，TC将被称为“最大循环距离”。
当该单晶的肩部或本体已经生长时的循环距离CD可以是该单晶的颈部312和肩部314之间的界面310与坩埚屏152的底部表面154-1之间的距离。
随着该单晶I生长，该单晶I可以通过第一提升部件164逐渐拉出。例如，在该单晶I的生长过程中，该单晶I可以通过第一提升部件164以恒定速率拉出。
为了进行提升过程以从该坩埚中分离单晶(其已经几乎完全生长)，最小循环距离是要求的。
然而，在其中该单晶的生长速度在开始阶段是低的或其中侧粘发生并且因此进行熔化该侧粘部分的方法的情况下，运行时间增加，并且因此用于进行提离过程的循环距离CD可能不足。如果该提离过程由于不足的循环距离CD而不能被进行，裂纹在该单晶的下部部分中形成的可能性可以超过90％，并且该单晶和该坩埚可粘附到彼此，这使得不可能去除该单晶。
该实施例的特征在于夹具182在该单晶的生长过程中通过第二提升部件184被提升，由此保证足够的循环距离和稳定的提离距离并且防止产生裂纹。
图4a和4b示出了根据夹具180的上升在第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156之间的距离。
控制器190可以控制第二传送单元180的第二提升部件184以便调整第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156之间的距离。例如，第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156之间的距离可以通过使用第二提升部件184升高或降低至少一个夹具180来调节。
作为实例，参照图1，当夹具180根本没被提升，则第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156之间的距离d1可以是最大的。
当夹具180根本没被提升，则夹具180或坩埚屏152可以与坩埚110的顶部接触。
如在图4a中所示的，随着至少一个夹具180通过第二提升部件184被提升，第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156之间的距离d2可能变得比图1中所示的距离d1更小(d2<d1)。
还在图4b中所示的，随着至少一个夹具180被提升，夹具180可以与第二上部热绝缘部件156接触，并且第一上部热绝缘部件154和第二上部热绝缘部件156之间的距离可以变成0。
例如，至少一个夹具180可以被提升直到夹具180的结合部分210-1和210-2与第二上部热绝缘部件156的底部表面接触。
控制器190可以测量该单晶的生长速度，将该单晶的测量的生长速度与参考生长速度进行比较，并且基于比较结果控制第二传送单元180以便提升坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154。控制器190可以包括用于测量该单晶的生长速度的生长速度传感器192。
该参考生长速度可以是基于是否发生侧粘或屏接触确定的标准。例如，该参考生长速度可以是1kg/小时，但是它并不限于此速度。
作为实例，如果该单晶的测量的生长速度大于该参考生长速度(例如，1kg/小时)，则控制器190可以控制第二传送单元180以便提升坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154。
可替代地，控制器190可以测量该生长单晶的循环距离，将该单晶的测量的循环距离与预定的参考距离值进行比较，并且基于比较结果控制第二传送单元180以便提升坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154。控制器190可以包括用于测量循环距离的距离测量传感器194。
作为实例，如果所该单晶的测量的循环距离等于或小于该预定的参考距离值，则控制器190可以控制第二传送单元180以便提升坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154。
作为实例，该预定的参考距离值可以是最大循环距离TC的十分之一(参见图3)。
可替代地，控制器190可以测量该生长单晶的重量，将该单晶的测量的重量与预定的参考重量值进行比较，并且基于比较结果控制第二传送单元180以便提升坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154。控制器190可以包括用于测量该生长单晶的重量的重量测量传感器196。
在此，该预定的参考重量值可以是在肩部已经完全形成的时间点处该单晶的重量。例如，该预定的参考重量值可以是装入的原料的总重量的10％。
该实施例的特征在于，因为该循环距离可以通过升高坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154进行调整，有可能防止由于不够的循环距离提离过程的不可能性，并且防止在单晶中产生裂纹。
图5示出了根据实施例的单晶生长方法的流程图。
参照图5，首先，使用在图1中所示出的单晶生长装置开始单晶生长(S410)。
作为实例，将多晶原料装入坩埚110中，并且通过使用加热器130加热坩埚110熔化，由此制得熔融液体M。
将连接至种子连接部件162的晶种使用第一提升部件164降低，并且与该熔融液体M接触。
该单晶是通过用于从晶种形成颈部的成颈方法、用于形成肩部的成肩方法、以及用于形成本体的本体方法来生长。
接着，测量该生长单晶I的生长速度，并且将单晶I的测量的生长速度与参考生长速度x相比较(S420)。该参考生长速度可以是基于是否发生侧粘或屏接触确定的标准。
在此，侧粘是指生长的单晶与坩埚110的内侧表面接触并且粘到其上，并且屏接触是指生长的单晶与该坩埚屏的底部表面接触并且粘到其上。
例如，该参考生长速度x可以是1kg/小时，但是它并不限于此速度。
如果该单晶的生长速度是小于或等于该参考生长速度x，则测量该生长的单晶的重量，并且确定单晶的测量的重量是否已经达到该预定的参考重量(430)。例如，该预定的参考重量可以是装入的原料的重量。
如果该生长的单晶的重量已经达到该预定的重量，则进行用于从坩埚110移除生长单晶的提离工艺(S470)。
如果该生长的单晶的重量还未达到该预定的参考重量，则该单晶继续生长(S410)。
另一方面，如果该单晶的生长速度是大于该参考生长速度x，则确定屏接触或侧粘是否已发生(S440)，并且如果侧粘已经发生，则消除该侧粘部分，而如果屏接触已经发生，则使用第二传送单元180将坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154提升，由此保证循环距离(S460)。
作为实例，如果该单晶的生长速度是大于该参考生长速度x，则确定侧粘是否已发生(S442)，并且如果侧粘已经发生，则通过熔化侧粘部分而消除侧粘部分(450)。如果侧粘没有发生，则确定屏接触是否已发生(S444)。如果屏接触已发生，则使用第二传送单元180将坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154提升，由此保证循环距离(S460)，并且在保证循环距离之后进行步骤S430。例如，坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154可以被提升大于进行提离工艺所要求的最小循环距离。作为实例，进行提离工艺所要求的循环距离可以是10mm或更多。
另一方面，如果屏接触没有发生，则该单晶继续生长(S410)。
图6示出了根据另一个实施例的单晶生长方法的流程图。
参照图6，使用在图1中所示出的单晶生长装置生长单晶(S510)。
接着，测量生长的单晶的循环距离，并且将所测量的循环距离与预定的参考距离值y相比(S520)。
在此，该单晶的循环距离可以是该单晶和该坩埚屏之间的距离，例如，在该单晶的颈部和肩部之间的界面和该坩埚屏的之间的距离。
作为实例，该预定的参考距离值可以是最大循环距离TC的十分之一(参见图3)。
如果所测量的循环距离是大于该预定的参考值y，确定该生长的单晶的重量是否已经达到预定的参考重量(530)。例如，该预定的参考重量可以是装入的原料的总重量。
如果该生长的单晶的重量已经达到该预定的参考重量，则进行用于从坩埚110移除该生长的单晶的提离工艺(S540)。
另一方面，如果该生长的单晶的重量还未达到该预定的参考重量，则该单晶继续生长(S510)。
如果所测量的循环距离小于或等于该预定的参考距离值y，则使用第二传送单元180将坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154提升，由此保证循环距离(S550)，并且在保证循环距离之后进行步骤S530。
坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154可以被提升，这样使得该循环距离变得比该预定的参考距离值y更大。
作为实例，如果总循环距离TC是50mm，则该预定的参考距离值y可以是5mm，并且如果所测量的循环距离是5mm或更小，则坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154可以被提升，这样使得该循环距离变成10mm或更多。
图7示出了根据另外的实施例的单晶生长方法的流程图。
参照图7，使用在图1中所示出的单晶生长装置开始单晶生长(S610)。
接着，测量生长的单晶的重量，并且将该单晶的测量的重量与预定的参考重量值k相比(S620)。
在此，该预定的参考重量值k可以是在肩部已经完全形成的时间点处该单晶的重量。例如，该预定的参考重量值k可以是装入的原料的总重量的10％。
如果该单晶的测量的重量是小于该预定的参考重量值k，则该单晶继续生长(S610)。
另一方面，如果该单晶的测量的重量是大于或等于该预定的参考重量值k，则使用第二传送单元180将坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154提升，由此保证循环距离(S630)。
在该循环距离被保证之后，确定该生长的单晶的重量是否已经达到该原料的预定的参考重量(S640)。例如，该预定的参考重量可以是装入的原料的总重量。
如果该生长的单晶的重量已经达到该预定的参考重量，则进行用于从坩埚110移除该生长的单晶的提离工艺(S650)。
另一方面，如果该生长的单晶的重量还未达到该预定的参考重量，则该单晶继续生长(S610)。
在图7所示出的实施例中，在该单晶的肩部已经完全形成之后进行坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154的提升以保证循环距离。
当坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154被提升时，因为坩埚屏152从该坩埚分离，在坩埚屏152和坩埚110之间形成间隙，通过该间隙热量逃逸，并且因此坩埚110中的熔融液体M的热平衡可能被破坏。此外，因为存在氧将通过该间隙被引入到熔融液体M中的可能性，生长的单晶的品质可能恶化。
然而，在该单晶的肩部完全形成后，尽管坩埚屏152和第一上部热绝缘部件154被提升，已经形成的肩部可以防止热量逃逸到坩埚110的外部，或可以防止氧进入坩埚110中。
因此，图7中所示出的实施例的特征在于在该单晶的肩部完全形成之后保证了循环距离，从而防止热平衡的破坏或氧气的流入并且因此防止单晶的品质的恶化。
以上实施例中所描述的特征、构造、效果、以及类似物包括在本发明的至少一个实施例中，但是本质上并不限于仅一个实施例。本领域技术人员将清楚的是可以做出对在各个实施例中例示的特征、构造、效果、以及类似物的各种修改或组合。因此，应解析涉及这些修改或组合的所有内容在本发明的范围内。
【工业实用性】
实施例可用于晶片制造工艺的单晶生长方法。

Claims (23)

1.一种单晶生长装置，包括：
腔室；
坩埚，设置在该腔室中并且容纳作为用于单晶生长的原料的熔融液体；
坩锅屏，布置在该坩埚的顶部上；以及
传送单元，用于提高或降低该坩埚屏。
2.根据权利要求1所述的单晶生长装置，进一步包括：
布置在该坩埚屏上的第一上部热绝缘部件；以及
与该第一上部热绝缘部件间隔开并且布置在该第一上部热绝缘部件上方的第二上部热绝缘部件。
3.根据权利要求2所述的单晶生长装置，其中该传送单元将该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件一起提升。
4.根据权利要求3所述的单晶生长装置，其中该传送单元包括：
至少一个用于将该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件结合在一起的夹具；以及
用于提高或降低该至少一个夹具的提升部件。
5.根据权利要求3所述的单晶生长装置，其中该至少一个夹具包括：
用于将该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件围绕在一起的结合部分；以及
穿过该第二上部热绝缘部件并且具有连接至该结合部分的一端和连接至该提升部件的其余端的支撑部分。
6.根据权利要求4所述的单晶生长装置，其中该至少一个夹具以复数设置，并且多个夹具被彼此间隔开安排。
7.根据权利要求4所述的单晶生长装置，其中该至少一个夹具穿过该第一上部热绝缘部件和该第二上部热绝缘部件，并且具有连接至该坩埚屏的一端和连接至该提升部件的其余端。
8.根据权利要求3所述的单晶生长装置，进一步包括：
控制器，用于控制该传送单元以便调整该第一上部热绝缘部件和该第二上部热绝缘部件之间的距离。
9.根据权利要求8所述的单晶生长装置，其中该控制器包括：
重量测量传感器，用于测量生长单晶的生长速度；
生长速度传感器，用于测量该生长单晶的重量；以及
距离测量传感器，用于测量该生长单晶和该坩埚屏之间的距离。
10.根据权利要求9所述的单晶生长装置，其中该控制器基于通过该重量测量传感器测量的该单晶的生长速度，通过该生长速度传感器测量的该单晶的重量，或者通过该距离测量传感器测量的该生长单晶和该坩埚屏之间的距离来控制该传送单元。
11.一种单晶生长装置，包括：
腔室；
坩埚，设置在该腔室中并且容纳通过熔化原料产生的熔融液体；
坩锅屏，布置在该坩埚的顶部上；
布置在该坩埚屏上的第一上部热绝缘部件；
与该第一上部热绝缘部件间隔开并且布置在该第一上部热绝缘部件上方的第二上部热绝缘部件；
传送单元，用于提高或降低该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件；以及
控制器，用于控制该传送单元。
12.根据权利要求11所述的单晶生长装置，其中该控制器测量该单晶的生长速度，将该单晶的测量的生长速度与参考生长速度进行比较，并且基于比较结果控制该传送单元以便一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
13.根据权利要求12所述的单晶生长装置，其中，如果该单晶的测量的生长速度大于该参考生长速度，则该控制器一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
14.根据权利要求11所述的单晶生长装置，其中该控制器测量生长单晶的循环距离，将该测量的循环距离与预定的参考距离值进行比较，并且基于比较结果控制该传送单元以便一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件，并且
该循环距离是该生长单晶可以被向上拉出直到使它与该坩埚屏接触的距离。
15.根据权利要求14所述的单晶生长装置，其中，如果所测量的循环距离小于或等于该预定的参考距离值，则该控制器一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
16.根据权利要求11所述的单晶生长装置，其中该控制器测量生长单晶的重量，将该单晶的测量的重量与预定的参考重量值进行比较，并且基于比较结果控制该传送单元以便一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
17.根据权利要求16所述的单晶生长装置，其中，如果该单晶的测量的重量大于或等于该预定的重量，则该控制器一起提升该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
18.根据权利要求12所述的单晶生长装置，其中该参考生长速度是1kg/小时。
19.根据权利要求13所述的单晶生长装置，其中该预定的参考距离值是最大循环距离的十分之一，并且该最大循环距离是该坩埚屏和该熔融液体的界面之间的距离。
20.根据权利要求14所述的单晶生长装置，其中该预定的参考重量值是该原料的总重量的10％。
21.根据权利要求2所述的单晶生长装置，其中该第一上部热绝缘部件的底部表面与该坩埚屏的顶部表面接触。
22.根据权利要求3所述的单晶生长装置，其中该传送单元在该第一上部热绝缘部件和该第二上部热绝缘部件之间的距离内一起提高或降低该坩埚屏和该第一上部热绝缘部件。
23.根据权利要求5所述的单晶生长装置，其中该结合部分围绕该坩埚屏的顶部表面、该坩埚屏和该上部热绝缘部件的外侧表面、以及该坩埚屏的底部表面的至少一部分。
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