CN115369480A - 1806炉晶棒拉晶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种1806炉晶棒拉晶方法，属于单晶炉提拉法生长单晶技术领域，根据实际拉速曲线设置预定拉速上限曲线及预定拉速下限曲线进行晶棒拉制，以通过缩小拉速波动的幅度消除因分凝效应导致硅杂质浓度的升高，并且使得单晶生长界面平坦，没有杂质析出也没有产生杂质条纹。

Description

1806炉晶棒拉晶方法
技术领域
本发明涉及单晶炉提拉法生长单晶技术领域，具体涉及一种1806炉晶棒拉晶方法。
背景技术
在半导体晶棒拉制时，会出现一些缺陷，如晶棒中的杂志条纹，COP缺陷，漩涡缺陷等，这些缺陷的主要影响因素是因为拉速的影响，现有技术中，1806炉的拉速无上下限程序，在拉晶过程中，拉速变化幅度大，导致晶棒杂质条纹越多。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种能够降低晶棒杂质条纹的1806炉晶棒拉晶方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种1806炉晶棒拉晶方法，根据实际拉速曲线设置预定拉速上限曲线及预定拉速下限曲线进行晶棒拉制，以通过缩小拉速波动的幅度降低晶棒出现杂质条纹的概率。
优选地，具体步骤如下：
步骤一：根据手动拉制晶棒的实际拉速曲线设置实际拉速上限曲线、实际拉速下限曲线；
步骤二：根据实际拉速曲线及实际拉速上限曲线、实际拉速下限曲线进行晶棒拉制；
步骤三：晶棒拉制结束后，根据实际拉速曲线的波动量调整晶棒的实际拉速上限曲线及实际拉速下限曲线，得到预定拉速上限曲线、及预定拉速下限曲线。
优选地，还包括步骤四：根据实际拉速曲线、预定拉速上限曲线及预定拉速下限曲线进行晶棒拉制，并手动干预调整温度，得到预定温度曲线，然后根据实际拉速曲线、预定拉速上限曲线、预定拉速下限曲线及预定温度曲线进行晶棒拉制。
优选地，所述步骤四中，在晶棒拉制过程中，保持液口距(GAP)为第一预定值。
优选地，所述第一预定值为25-30mm。
优选地，所述步骤四中，在晶棒拉制过程中，在晶棒等径后期，调整坩埚转速(CR)为第二预定值，以防止拉速变动，晶棒NG。
优选地，所述第二预定值为10-15rpm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过设定预定拉速上限曲线及预定拉速下限曲线使得在拉晶时根据实际拉速曲线进行晶棒拉制，以通过缩小拉速波动的幅度消除因分凝效应导致硅杂质浓度的升高，并且使得单晶生长界面平坦，没有杂质析出也没有产生杂质条纹。
附图说明
图1是实施例一的拉速曲线设定图。
图2是实施例一的拉速结果图。
图3是实施例二的拉速曲线设定图。
图4是实施例二的拉速结果图。
具体实施方式
以下结合本发明的附图，对本发明的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。
一种1806炉晶棒拉晶方法，根据实际拉速曲线设置预定拉速上限曲线及预定拉速下限曲线进行晶棒拉制，以通过缩小拉速波动的幅度降低晶棒出现杂质条纹的概率。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过设定预定拉速上限曲线及预定拉速下限曲线使得在拉晶时根据实际拉速曲线进行晶棒拉制，以通过缩小拉速波动的幅度消除因分凝效应导致硅杂质浓度的升高，并且使得单晶生长界面平坦，没有杂质析出也没有产生杂质条纹。
进一步的，具体步骤如下：
步骤一：根据手动拉制晶棒的实际拉速曲线设置实际拉速上限曲线、实际拉速下限曲线；
步骤二：根据实际拉速曲线及实际拉速上限曲线、实际拉速下限曲线进行晶棒拉制；
步骤三：晶棒拉制结束后，根据实际拉速曲线的波动量调整晶棒的实际拉速上限曲线及实际拉速下限曲线，得到预定拉速上限曲线、及预定拉速下限曲线。
进一步的，还包括步骤四：根据实际拉速曲线、预定拉速上限曲线及预定拉速下限曲线进行晶棒拉制，并手动干预调整温度，得到预定温度曲线，然后根据实际拉速曲线、预定拉速上限曲线、预定拉速下限曲线及预定温度曲线进行晶棒拉制。
具体的，预定温度曲线通过如下步骤得到：如设定温度偏高，控制ADC2自控启动，使SL降低；如果温度偏低，则SL升高，以将SL规定在一定的范围，既可在拉晶时看出温度情况，温度偏低，晶棒会变形，严重时会沿着径线出现宽面，温度偏高，晶棒极圆，径线会变粗。根据手动干预记录和LOG数据图，调整温度得到预定温度曲线。
进一步的，所述步骤四中，在晶棒拉制过程中，保持液口距(GAP)为第一预定值。
进一步的，所述第一预定值为25-30mm。
具体的，在引晶时调整埚位，使GAP保持在25-30mm之间，进入等径时保持GAP不变，既晶体在生长的同时，坩埚同时上升，因此要保持坩埚上升的速度(CL)，从而保持一定的GAP，进而保持拉晶时固液界面的温度适合硅液形成单晶所需要的温度。
进一步的，所述步骤四中，在晶棒拉制过程中，在晶棒等径后期，调整坩埚转速(CR)为第二预定值，以防止拉速变动，晶棒NG；因为在1806炉中，当晶体长到900mm后，晶棒转速与坩埚转速达到共振，晶棒划弧，晶棒NG概率增大。
进一步的，所述第二预定值为10-15rpm。
以下实施例、对比例以拉制8英寸的单晶为例。
实施例一(根据实际拉速曲线，设置实际拉速上限曲线、实际拉速上限曲线进行晶棒拉制)：
根据手动拉制晶棒得到的实际拉速曲线设置实际拉速上限曲线、实际拉速下限曲线，设定如图1所示，在1806炉安装FT-CZ2408S2-3212SE-PCE-Ver4.209系统，根据图1实际拉速曲线及实际拉速上限曲线、实际拉速下限曲线进行晶棒拉制，在ADC2控制放肩内设定参数，如表1所示；保持液口距(GAP)为30mm，进行晶棒拉制，得到如图2所示曲线，经过数次实验，得到结果如下：引晶次数(DIP)3次，2次引晶放肩NG，重新引晶，一次引晶放肩成功得到晶棒，将整棒反切成五部分，在晶棒尾部有30mm滑移线，具体结果如表2所示。
表1
Figure BDA0003862215760000051
注：ADC2 mm为等径长度，ADC2 mm/min为每分钟长多少mm，ADCLMT mm/min为SL上限，ADCLMT mm/min为SL下限，TEMP mm为温度设定对应长度，TEMP deg为对应长度±多少温度。
表2
Figure BDA0003862215760000052
Figure BDA0003862215760000061
由上述结果可知，根据实际拉速曲线设置实际拉速上限曲线、实际拉速下限曲线，以限定拉速波动范围，晶棒尾部有滑移，且还导致晶棒NG率高，3次拉晶两次引晶失败，仅一次成功，且一次引晶成功的晶棒，晶棒尾部仍然NG。
实施例二(根据实施例一的结果，确定实际拉速曲线，并设定预定拉速上限曲线、预定拉速下限曲线进行晶棒拉制)：
根据实施例一中图2的结果，确定实际拉速曲线，并设定预定拉速上限曲线、预定拉速下限曲线，如图3所示，在1806炉安装FT-CZ2408S2-3212SE-PCE-Ver4.209系统，根据图3进行晶棒拉制，在ADC2控制放肩内设定参数，如表3所示；保持液口距(GAP)为30mm，其他条件与实施例一相同，进行晶棒拉制，得到如图4所示曲线，经过数次实验，得到结果如下：引晶次数(DIP)3次，2次引晶放肩NG，重新引晶，一次引晶放肩成功得到晶棒，在等径1030mm晶棒NG；将引晶放肩成功的晶棒反切成四部分，均无滑移线、杂质条纹，具体结果如表4所示。
表3
Figure BDA0003862215760000062
Figure BDA0003862215760000071
注：ADC2 mm为等径长度，ADC2 mm/min为每分钟长多少mm，ADCLMT mm/min为SL上限，ADCLMT mm/min为SL下限，TEMP mm为温度设定对应长度，TEMP deg为对应长度±多少温度。
表4
截断后批号 滑移线长度(mm) 判定 杂质条纹头/Swirl 杂质条纹尾/Swirl
N8022044AD 无 OK 无 无
N8022044DJ 无 OK 无 无
N8022044JP 无 OK 无 无
N8022044PS 无 OK 无 无
由上述结果可知，根据实施例一的结果进一步调整预定拉速上限曲线、预定拉速下限曲线，以进一步限定拉速波动范围，晶棒NG率仍然很高，但是反切后的晶锭上均无滑移线，也无杂质条纹。
实施例三(根据实施例二的曲线调整温度)
在1806炉安装FT-CZ2408S2-3212SE-PCE-Ver4.209系统，根据实施二中图4的实际拉速曲线、预定拉速上限曲线、预定拉速下限曲线进行拉晶并且手动干预调整温度，得到预定温度曲线，在ADC2控制放肩内设定参数；如表5所示；保持液口距(GAP)为30mm，其他条件与实施例一、二相同，进行晶棒拉制，经过数次实验，得到结果如下：引晶次数(DIP)3次，2次引晶放肩NG，重新引晶，一次引晶放肩成功得到晶棒，将整棒反切成五部分，晶锭均无滑移线和杂质条纹，具体结果如表6所示。
表5
Figure BDA0003862215760000081
注：ADC2 mm为等径长度，ADC2 mm/min为每分钟长多少mm，ADCLMT mm/min为SL上限，ADCLMT mm/min为SL下限，TEMP mm为温度设定对应长度，TEMP deg为对应长度±多少温度。
表6
截断后批号 滑移线长度(mm) 判定 杂质条纹头/Swirl 杂质条纹尾/Swirl
N8022045AD 无 OK 无 无
N8022045DJ 无 OK 无 无
N8022045JP 无 OK 无 无
N8022045PV 无 OK 无 无
N8022045PZ 无 OK 无 无
由上述结果可知，根据实施例二的图4曲线进行晶棒拉制，并以预定温度曲线进行晶棒拉制，晶棒NG率降低，已得到未NG晶棒，且将晶棒反切成五部分晶锭后均没有滑移线和杂质条纹。
实施例四(根据实施例三的结果，调整放肩时间与锅转的关系以及放肩拉速)
在1806炉安装FT-CZ2408S2-3212SE-PCE-Ver4.209系统，根据实施例三的实际拉速曲线、预定拉速上限曲线、预定拉速下限曲线及预定温度曲线，在ADC2控制放肩内设定参数如表5所示；保持液口距(GAP)为30mm，其他条件与实施例一、二、三相同，调整放肩时间与锅转的关系以及放肩长度与拉速关系如表7、8所示，经过数次实验，得到结果如表9所示，引晶次数(DIP)3次，均引晶成功。
表7
Figure BDA0003862215760000091
Figure BDA0003862215760000101
表8
Figure BDA0003862215760000102
表9
截断后批号 滑移线长度(mm) 判定 杂质条纹头/Swirl 杂质条纹尾/Swirl
N8022046AD 无 OK 无 无
N8022046DJ 无 OK 无 无
N8022046JP 无 OK 无 无
N8022046PV 无 OK 无 无
N8022046PZ 无 OK 无 无
由上述结果可知，根据实际拉速曲线、预定拉速上限曲线、预定拉速下限曲线及预定温度曲线进行晶棒拉制，并调整放肩时间与锅转的关系以及放肩长度与拉速后，晶棒引晶放肩的成功率大大提高，且晶棒NG率大大降低，将晶棒反切成五部分晶锭后均没有滑移线和杂质条纹。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种1806炉晶棒拉晶方法，其特征在于，根据实际拉速曲线设置预定拉速上限曲线及预定拉速下限曲线进行晶棒拉制，以通过缩小拉速波动的幅度降低晶棒出现杂质条纹的概率。
2.如权利要求1所述的1806炉晶棒拉晶方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一：根据手动拉制晶棒的实际拉速曲线设置实际拉速上限曲线、实际拉速下限曲线；
步骤二：根据实际拉速曲线及实际拉速上限曲线、实际拉速下限曲线进行晶棒拉制；
步骤三：晶棒拉制结束后，根据实际拉速曲线的波动量调整晶棒的实际拉速上限曲线及实际拉速下限曲线，得到预定拉速上限曲线、及预定拉速下限曲线。
3.如权利要求2所述的1806炉晶棒拉晶方法，其特征在于，还包括步骤四：根据实际拉速曲线、预定拉速上限曲线及预定拉速下限曲线进行晶棒拉制，并手动干预调整温度，得到预定温度曲线，然后根据实际拉速曲线、预定拉速上限曲线、预定拉速下限曲线及预定温度曲线进行晶棒拉制。
4.如权利要求3所述的1806炉晶棒拉晶方法，其特征在于，所述步骤四中，在晶棒拉制过程中，保持液口距（GAP）为第一预定值。
5.如权利要求4所述的1806炉晶棒拉晶方法，其特征在于，所述第一预定值为25-30mm。
6.如权利要求3所述的1806炉晶棒拉晶方法，其特征在于，所述步骤四中，在晶棒拉制过程中，在晶棒等径后期，调整坩埚转速（CR）为第二预定值，以防止拉速变动，晶棒NG。
7.如权利要求6所述的1806炉晶棒拉晶方法，其特征在于，所述第二预定值为10-15rpm。
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