专利名称：单晶生长装置的绝热装置和包括绝热装置的单晶生长装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及单晶生长装置的绝热装置和包括所述绝热装置的单晶生长装置。
背景技术：
通过以锭形式生长单晶硅，制造用于制作半导体的晶片。用于生长单晶硅锭(IG)的典型制造方法包括在将单晶晶种浸入熔融的硅中然后缓慢将其提拉后以使晶体生长的提拉(CZ)法。根据现有技木，热绝热体被设计成在单晶生长过程中阻止加热器产生的热量辐射 到外面。通过该设计，加热器的外部由具有低导热性的热绝热体构成以避免热损失，并且如果可能的话，所述热绝热体的厚度较厚。此外，尽管根据现有技术的单晶生长装置通过热绝热体的厚度来控制热释放，以阻止由加热器产生的热辐射到外面，但在抑制热释放上存在仅考虑热传导而未考虑其它因素如对流和辐射的局限。
发明内容
各实施方式提供了用于有效阻止热流的单晶生长装置的绝热装置和包括所述绝热装置的单晶生长装置。在一个实施方式中，安装在单晶生长装置的腔室内的绝热装置包括多个以第一距离隔开的绝热块。在另ー个实施方式中，单晶生长装置包括腔室，所述腔室包括加热器；和绝热装置，所述绝热装置安装在所述腔室内并在所述加热器的ー侧，其中所述绝热装置包括多个以第一距离隔开的绝热块。根据单晶生长装置的绝热装置和包括所述绝热装置的单晶生长装置，通过利用对流或辐射可有效地阻挡热流。此外，根据实施方式，在单晶生长过程中，基于300mm，加热器功率值可降低至约3KW到约8KW，从而可降低石英坩埚的劣化现象，可提高热区寿命，并且可缩减制造成本。此外，根据实施方式，如果热功率高，由于坩埚周围的温度高，熔融态变得不稳定。然而，通过降低热功率可稳定熔融态。此外，如果应用根据实施方式的单晶生长装置的绝热装置，相比于现有技术的单晶生长装置，在相同的热功率操作过程中，減少了硅熔融时间。此外，由于在大口径，例如约450mm的晶体生长过程中，加热器功率值的降低明显，所以降低后的值在大口径晶体生长技术中起重要作用。
图I是根据实施方式的单晶生长装置的视图。图2是说明根据第一实施方式的单晶生长装置的绝热装置的局部截面图。
图3是说明根据第二实施方式的单晶生长装置的绝热装置的局部截面图。图4是说明根据第三实施方式的单晶生长装置的绝热装置的局部截面图。图5是根据现有技术的单晶生长装置的绝热装置的热分布模拟结果。图6是根据第一实施方式的单晶生长装置的绝热装置的热分布模拟结果。图7是根据第二实施方式的单晶生长装置的绝热装置的热分布模拟结果。
具体实施例方式在对实施方式的说明中，应当理解的是，当层(或膜)、区域、图案或结构被称为在基板、每个层(或膜)、区域、衬垫或图案的“上/之上/上面/上部”时，它可以直接在基基 板、每个层(或膜)、区域、衬垫或图案上，或者也可存在插入层。此外，应当理解的是，当层被称为在每个层(或膜)、区域、图案或结构“下/之下/下部”时，它可以、是直接在另一层(膜)、另一个区域、另一个衬垫或另一个图案下，或者也存在一个或多个插入层。因此，应当根据本公开的主旨判断其意思。在附图中，为了说明清楚，每个元件的尺寸可放大，并且各元件的尺寸可与各元件的实际尺寸不同。并非附图中所绘的所有元件被包括并限于本公开，可添加或删除除本公开必要特征外的元件。(实施方式)图I是根据实施方式的单晶生长装置100的视图。单晶生长装置100可包括腔室110、坩埚120、加热器127和提拉单元(未示出)。例如，单晶生长装置100可包括腔室110、设置在所述腔室110中并且用于容纳硅熔融液(SM)的坩埚120、设置在所述腔室110中并且用于加热坩埚120的加热器127以及用于围绕单晶晶锭(IG)的冷却管115。腔室110可提供进行预定过程以使用于硅晶片的单晶晶锭生长的空间，上述硅晶片可用于电子部件，例如半导体。腔室110可包括用于容纳坩埚120的生长腔室和位于生长腔室上的用于使单晶晶锭(IG)生长的满腔室(full chamber)。绝热装置130可安装在腔室110的内壁以阻止热量向腔室110的侧壁辐射。根据实施方式，为了控制单晶硅生长过程中的氧浓度，多种因素，例如石英坩埚120的旋转内侧的压力条件是可控制的。例如，根据实施方式，为了控制氧浓度，可将氩气注入单晶硅生长装置的腔室110中，然后通过其底部排出。坩埚120可装配在腔室110中以容纳硅熔融液(SM)，并且可由石英材料制成。由石墨制成的坩埚支撑体125可装配在坩埚120的外部以支撑坩埚120。坩埚支撑体125可固定在旋转轴(未示出)上。旋转轴可通过驱动单元(未示出)旋转，由此使i甘埚120旋转，升高或降低坩埚120，从而将固-液界面保持在相同高度。加热器127可装配在腔室110内以加热坩埚120。例如，加热器127可具有围绕坩埚支撑体125的圆筒形式。加热器127可使装入坩埚120的高纯度多晶硅块熔融以将其形成为硅熔融液(SM)。根据实施方式，用于生长单晶硅锭(IG)的制造方法包括在将单晶晶种浸入熔融的硅中然后缓慢将其提拉后以使晶体生长的提拉(CZ)法。
根据该方法，首先，在从晶种生长细长的晶体的缩颈エ序后，进行沿直径方向生长晶体以形成目标直径的扩肩エ序，然后进行使晶体生长成具有预定直径的等径生长エ序。接着，在晶体等径生长成具有预定长度后，进行缓慢减小晶体直径以将其与熔融硅分离的收尾エ序。之后，完成单晶晶锭(IG)的生长。图I是说明单晶晶锭(IG)生长过程中的等径生长エ序的视图。图2是根据第一实施方式的单晶生长装置的绝热装置的局部截面图。根据第一实施方式的单晶生长装置的绝热装置130可包括多个绝热块131 135，所述多个绝热块131 135分别以第一预定距离dl隔开形成。根据实施方式，通过具有所述多个隔开的绝热块131 135而不是具有一个块的绝热装置130形成绝热，可通过与辐射有关的绝热效果来降低加热器的功率值。參见图2，绝热块的数量是5，但不限于此，因而也可多于两个绝热块。此外，根据实施方式，通过将绝热块131 135之间的隔开距离设置成约Imm到约5mm的第一距离dl，可通过与辐射有关的绝热效果来降低加热器的功率值。根据实施方式，绝热块131 135之间的隔开距离，即第一间距dl不必相同，并且可在约Imm到约5mm的范围内变化。表I
权利要求
1.一种绝热装置，所述绝热装置安装在单晶生长装置的腔室内，所述绝热装置包括 多个以第一距离隔开的绝热块。
2.根据权利要求I所述的绝热装置，其中所述绝热块之间的所述第一距离为约Imm 约 5mm ο
3.根据权利要求I所述的绝热装置，所述绝热装置进ー步包括位于所述绝热块之间的第一绝热层。
4.根据权利要求3所述的绝热装置，其中所述绝热块与所述第一绝热层之间的第二距离为约Imm 约10mnin
5.根据权利要求4所述的绝热装置，其中所述第一绝热层具有比所述绝热块低的辐射率。
6.根据权利要求5所述的绝热装置，其中所述第一绝热层具有低于约O.8的辐射率。
7.根据权利要求I所述的绝热装置，所述绝热装置进ー步包括涂布在所述绝热块的外壁上的第二绝热层。
8.根据权利要求7所述的绝热装置，其中所述第二绝热层具有比所述绝热块低的辐射率。
9.ー种单晶生长装置，包括 腔室，所述腔室包括加热器；和 绝热装置，所述绝热装置安装在所述腔室内并在所述加热器的ー侧， 其中所述绝热装置包括多个以第一距离隔开的绝热块。
10.根据权利要求9所述的单晶生长装置，其中所述绝热装置的所述绝热块之间的第ー距离为约1_ 约10_。
11.根据权利要求9所述的单晶生长装置，其中所述绝热装置进ー步包括位于所述绝热块之间的第一绝热层。
12.根据权利要求11所述的单晶生长装置，其中所述绝热块与所述第一绝热层之间的第二距离为约Imm 约10mm。
13.根据权利要求11所述的单晶生长装置，其中所述第一绝热层具有比所述绝热块低的辐射率。
14.根据权利要求13所述的单晶生长装置，其中所述第一绝热层具有低于约O.8的辐射率。
15.根据权利要求9所述的单晶生长装置，进ー步包括涂布在所述绝热块的外壁上的第二绝热层。
16.根据权利要求15所述的单晶生长装置，其中所述第二绝热层具有比所述绝热块低的福射率。
全文摘要
本发明提供了单晶生长装置的绝热装置和包括所述绝热装置的单晶生长装置。所述绝热装置安装在单晶生长装置的腔室内，并且所述绝热装置包括多个以第一距离隔开的绝热块。
文档编号H01L21/02GK102695822SQ201080060718
公开日2012年9月26日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年1月5日
发明者吴玹定, 崔日洙, 李商勋 申请人:Lg矽得荣株式会社