通过水平磁场柴式法生产单晶锭的方法与流程

本公开一般来说涉及通过水平磁场柴式法生产单晶硅锭。

背景技术：

1、水平磁场柴式法(hmcz)方法可用于生产相对高质量的硅晶片。在水平磁场柴式法下进行强对流控制实现相对平滑的轴向直径轮廓而且由于低掺杂剂条纹而改进纳米拓扑结构。磁场可由于熔体流的相对较高速度及复杂度而改变锭-熔体界面的条件。为了确保晶体以高零错位(zd)成功来生长，在施加水平磁场的情况下在受控条件下生长锭冠部。受控生长条件包含允许冠部高度较长(例如，对于300mm晶体是250mm到450mm)的较长工艺时间，且在一些实例中使用特殊冠部形状。在水平磁场下常规地执行颈部生长以稳定弯液面附近的熔体温度。常规水平磁场方法导致较长工艺时间。

2、需要用于通过水平磁场柴式法(hmcz)方法生产单晶硅锭的方法，所述方法可减少用于形成锭的工艺时间。

3、本章节打算向读者介绍可与下文所描述及/或主张的本公开的各种方面相关的各种技术方面。相信此论述有助于为读者提供背景信息以促进对本公开的各种方面的更好理解。因此，应理解，应以此观点来阅读这些叙述，而非作为对现有技术的认可。

技术实现思路

1、本公开的一个方面是针对一种用于通过水平磁场柴式法生产具有颈部及从所述颈部悬垂的主体的单晶硅锭的方法。使种晶与固持于熔炉内的硅熔体接触。从所述硅熔体拉出颈部。在从所述熔体拉出所述颈部时不对所述熔体施加水平磁场。从所述熔体拉出锭主体。所述主体从所述颈部悬垂。在从所述熔体拉出所述锭主体时对所述熔体施加水平磁场。

2、本公开的另一方面是针对一种用于通过水平磁场柴式法生产具有颈部及从所述颈部悬垂的主体的单晶硅锭的方法。使种晶与固持于熔炉内的硅熔体接触。从所述硅熔体拉出颈部。在从所述熔体拉出所述颈部时对所述熔体施加水平磁场。以1500高斯或更小的磁通量密度产生所述水平磁场。从所述熔体拉出锭主体。所述主体从所述颈部悬垂。在从所述熔体拉出所述锭主体时对所述熔体施加水平磁场。

3、存在关于本公开的上文所提及方面所述的特征的各种改进形式。其它特征也可同样地并入于本公开的上文所提及方面中。这些改进形式及额外特征可个别地或以任一组合形式存在。举例来说，下文关于本公开的所图解说明实施例中的任一者所论述的各种特征可单独地或以任一组合形式并入到本公开的上文所描述方面中的任一者中。

技术特征：

1.一种用于通过水平磁场柴式法生产具有颈部及从所述颈部悬垂的主体的单晶硅锭的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其包括拉出所述锭的向外张开的部分，所述向外张开的部分安置于所述颈部与所述锭主体之间，其中在从所述熔体拉出所述向外张开的部分时不对所述熔体施加水平磁场。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在拉出所述向外张开的部分时不对所述熔体施加磁场。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其中在从所述熔体拉出所述颈部时不对所述熔体施加磁场。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其中在从所述熔体拉出所述颈部时使所述熔炉以8rpm或更大的熔炉旋转速率旋转。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其中在具有热屏蔽件的拉锭器设备中生长所述单晶硅锭，其中在从所述熔体拉出所述颈部时所述熔体与所述热屏蔽件的底部之间的距离是至少40mm。

7.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其中在具有热屏蔽件的拉锭器设备中生长所述单晶硅锭，其中在从所述熔体拉出所述颈部时所述熔体与所述热屏蔽件的底部之间的距离是至少60mm。

8.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其包括拉出所述锭的向外张开的部分，所述向外张开的部分安置于所述颈部与所述锭主体之间，其中在具有热屏蔽件的拉锭器设备中生长所述单晶硅锭，其中在从所述熔体拉出所述向外张开的部分的至少一部分时不对所述熔体施加水平磁场，其中在从所述熔体拉出所述向外张开的部分时所述熔体与所述热屏蔽件的底部之间的距离是至少40mm。

9.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其包括拉出所述锭的向外张开的部分，所述向外张开的部分安置于所述颈部与所述锭主体之间，其中在具有热屏蔽件的拉锭器设备中生长所述单晶硅锭，其中在从所述熔体拉出所述向外张开的部分的至少一部分时不对所述熔体施加水平磁场，其中在从所述熔体拉出所述向外张开的部分时所述熔体与所述热屏蔽件的底部之间的距离是至少60mm。

10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的方法，其中以至少1.5mm/min的拉出速率生长所述颈部。

11.根据权利要求10所述的方法，其中以小于4.5mm/min的拉出速率生长所述颈部。

12.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的方法，其包括拉出所述锭的向外张开的部分，所述向外张开的部分安置于所述颈部与所述锭主体之间，所述向外张开的部分具有至少220mm的高度。

13.一种用于通过水平磁场柴式法生产具有颈部及从所述颈部悬垂的主体的单晶硅锭的方法，所述方法包括：

14.根据权利要求13所述的方法，其包括拉出所述锭的向外张开的部分，所述向外张开的部分安置于所述颈部与所述锭主体之间，其中在拉出所述向外张开的部分的一部分时不对所述熔体施加水平磁场。

15.根据权利要求13所述的方法，其包括拉出所述锭的向外张开的部分，所述向外张开的部分安置于所述颈部与所述锭主体之间，其中在拉出所述向外张开的部分的一部分时对所述熔体施加水平磁场。

16.根据权利要求15所述的方法，其中在小于120mm的向外张开的部分直径下，所述水平磁场介于0高斯与1500高斯之间。

17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述向外张开的部分的一部分的生长期间增加所述水平磁场。

18.根据权利要求13至17中任一权利要求所述的方法，其中在从所述熔体拉出所述颈部时使所述熔炉以8rpm或更大的熔炉旋转速率旋转。

19.根据权利要求13至18中任一权利要求所述的方法，其中在具有热屏蔽件的拉锭器设备中生长所述单晶硅锭，其中在从所述熔体拉出所述颈部时所述熔体与所述热屏蔽件的底部之间的距离是至少40mm。

20.根据权利要求13至18中任一权利要求所述的方法，其中在具有热屏蔽件的拉锭器设备中生长所述单晶硅锭，其中在从所述熔体拉出所述颈部时所述熔体与所述热屏蔽件的底部之间的距离是至少60mm。

21.根据权利要求13至20中任一权利要求所述的方法，其中以至少1.5mm/min的拉出速率生长所述颈部。

22.根据权利要求21所述的方法，其中以小于4.5mm/min的拉出速率生长所述颈部。

23.根据权利要求13至22中任一权利要求所述的方法，其包括拉出所述锭的向外张开的部分，所述向外张开的部分安置于所述颈部与所述锭主体之间，所述向外张开的部分具有至少220mm的高度。

技术总结
本发明公开用于通过水平磁场柴式法生产单晶硅锭的方法。在颈部的生长及/或冠部的至少一部分的生长期间，不对所述颈部及/或冠部施加磁场，或者施加1500高斯或更小的相对弱的磁场。在锭主体的生长期间施加水平磁场(例如，大于1500高斯)。

技术研发人员：J·柳,卡瑞喜玛·玛莉·哈德森,池浚焕,尹佑镇
受保护的技术使用者：环球晶圆股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13