通過從浮區(qū)結(jié)晶單晶體來生長單晶體的方法，所述浮區(qū)經(jīng)感應(yīng)加熱以及所述結(jié)晶單晶體在旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，且所述旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)交替方案間隔性地反轉(zhuǎn)，其特征在于：所述單晶體由于旋轉(zhuǎn)方向的反轉(zhuǎn)而處于靜止?fàn)顟B(tài)期間的停留時(shí)間被限制到不超過60ms。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的主題為通過從浮區(qū)結(jié)晶單晶體來生長單晶體的方法，所述浮區(qū)被感應(yīng)加熱以及所述結(jié)晶的單晶體在旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，且所述旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)交替方案間隔性地反轉(zhuǎn)。

背景技術(shù)

上述方法類型為區(qū)熔化法或浮區(qū)法(簡稱FZ法)。其經(jīng)常被用于由硅生產(chǎn)單晶體，所述單晶體進(jìn)一步被加工為半導(dǎo)體晶片，再由半導(dǎo)體晶片生產(chǎn)電子元件。以經(jīng)典方式實(shí)施，多晶進(jìn)料棒在下端熔化且單晶體籽晶保持抵靠著熔化物且緩慢下降，在該方法的進(jìn)一步過程中，熔料在籽晶上結(jié)晶以形成單晶體。籽晶和單晶體位于軸上，該軸與驅(qū)動(dòng)器連接，而該驅(qū)動(dòng)器則能夠使軸旋轉(zhuǎn)、上升和下降。熔化物的體積隨著進(jìn)料棒的進(jìn)一步熔化和下降而增加，以形成浮區(qū)，該浮區(qū)在進(jìn)料棒和在籽晶上結(jié)晶的單晶體之間延伸。浮區(qū)提供結(jié)晶單晶體所需要的材料。進(jìn)料棒的持續(xù)熔化引發(fā)單晶體的生長，直到進(jìn)料被耗盡。

使用進(jìn)料棒作為進(jìn)料并不是必須的。除了進(jìn)料棒，碎片或顆粒也可形成進(jìn)料。進(jìn)料也無需必須為多晶體。US 2005/0188918 A1和US 2009/0223949 A1中描述了顆粒用作進(jìn)料的方法。

其優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)交替方案旋轉(zhuǎn)結(jié)晶的單晶體并間隔性地反轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)方向。此措施稱為交替旋轉(zhuǎn)，其使單晶體中的摻雜劑更加均勻分布，且促進(jìn)單晶體以期望的結(jié)晶形式生長。US 2003/0024468 A1描述了在特定的交替方案基礎(chǔ)上實(shí)施的交替旋轉(zhuǎn)。

所述浮區(qū)被感應(yīng)加熱并穩(wěn)定。為此，在進(jìn)料和結(jié)晶單晶體之間設(shè)置有感應(yīng)加熱線圈。所述感應(yīng)加熱線圈通常為具有單匝的幾乎環(huán)形的扁平線圈，且所述浮區(qū)延伸穿過感應(yīng)加熱線圈的中央孔。

所述匝的末端相互靠近且電源所在的感應(yīng)加熱線圈的間隙的區(qū)域是關(guān)鍵性的，因?yàn)橥ㄟ^感應(yīng)加熱線圈生成的電磁場(chǎng)比在感應(yīng)加熱線圈的其它區(qū)域生成的電磁場(chǎng)強(qiáng)很多。這個(gè)事實(shí)可使單晶體未受干擾的結(jié)晶進(jìn)展處于風(fēng)險(xiǎn)中。在DE 2538831中，建議容許所述匝的末端重疊以降低場(chǎng)強(qiáng)。根據(jù)DE 10 2011 122 381 A1，單晶體的圓錐形部分在結(jié)晶中由于感應(yīng)加熱線圈均勻性的缺乏而引起的問題可通過交替旋轉(zhuǎn)的交替方案來避免，其中在一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)量不低于一個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于為抵消感應(yīng)加熱線圈的間隙和電源的區(qū)域中過度場(chǎng)強(qiáng)的不良后果提供進(jìn)一步改進(jìn)。

該目的是通過一種從浮區(qū)結(jié)晶單晶體來生長單晶體的方法而實(shí)現(xiàn)的，所述浮區(qū)被感應(yīng)加熱以及所述正在結(jié)晶的單晶體在旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，且所述旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)交替方案被間隔性地反轉(zhuǎn)，其特征在于：由于所述旋轉(zhuǎn)方向的反轉(zhuǎn)，所述單晶體在靜止?fàn)顟B(tài)期間的停留時(shí)間被限制為不超過60ms。停留時(shí)間的限制優(yōu)選不超過40ms；該限制特別優(yōu)選不超過30ms。

對(duì)單晶體處于靜止?fàn)顟B(tài)的停留時(shí)間進(jìn)行限制所追求的目的是使浮區(qū)和與其相鄰的單晶體部分在過度場(chǎng)強(qiáng)中暴露一側(cè)的時(shí)間最小化。相對(duì)長的停留時(shí)間增加了單晶體在其位于間隙和電源下面的上周邊處被熔化回去的風(fēng)險(xiǎn)。

在理想的情況下，停留時(shí)間可忽略不計(jì)。實(shí)際上這是不可能的，因?yàn)橹T如軸承中的摩擦力以及與從驅(qū)動(dòng)器到軸的力的傳遞相關(guān)的摩擦力等的阻力，在軸前首先不得不被克服，且因此單晶體事實(shí)上在加速信號(hào)被傳遞到驅(qū)動(dòng)器之后開始運(yùn)轉(zhuǎn)。