热屏蔽装置、包括其的晶锭生长装置和使用其的晶锭生长方法
热屏蔽装置、包括其的晶锭生长装置和使用其的晶锭生长方法
【专利说明】热屏蔽装置、包括其的晶锭生长装置和使用其的晶锭生长方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及晶锭生长装置和制备单晶硅晶锭的方法。
【背景技术】
[0002]通过对使用提拉(CZ)法制造的单晶锭进行切割来制造用作半导体装置的材料的硅单晶片。
[0003]使用CZ法生长硅单晶锭的方法包括:浸渍过程，在石英坩祸中熔融多晶硅，然后将晶种浸渍到硅熔体中；缩颈过程，提拉晶种以生长细长的晶体；以及扩肩，晶体在直径方向上生长以产生具有目标直径的晶体。
[0004]此后，进行等径生长过程(body growing process)和收尾过程以生长娃单晶锭:在等径生长过程中，具有预定直径的硅单晶锭生长达到所需长度;而在收尾过程中，单晶锭的直径逐渐减小以使晶锭与硅熔体分离。
[0005]然而，在晶种接触硅熔体时，与硅熔体接触的晶种下端的温度会显著增加到硅熔体表面的温度，以使热冲击施加到晶种的下端上。
[0006]此外，剪切应力可能由于热冲击而施加到晶种，从而在与硅熔体接触的晶种的一部分上产生位错。在生长晶体时，在与硅熔体接触的晶种的部分上出现的位错可被传播到晶种的下部。其结果是，位错可能对单晶生长产生不利影响。
[0007]因此，为了防止位错传播到单晶中，已在初始的单晶制造过程中进行Dash缩颈过程。
[0008]Dash缩颈过程是提拉细长形状的单晶以除去位错的技术。通常，在缩颈过程中长成的单晶(缩颈部分)可以具有约3mm至约5mm的直径。
[0009]如果缩颈部分具有超过约5mm的直径，则缩颈部分的内部和外部之间的温度差所产生的剪切应力可能会显著增大。由于剪切应力增大，位错的传播速度可能会比缩颈部分中单晶的提拉速度更大。因此，晶种的晶体下端中产生的位错不能被除去。Dash缩颈过程在位错能够被除去的方面具有积极效果。然而，考虑到晶种支撑高重量的单晶，Dash缩颈过程可能具有负面影响。
[0010]也就是说，由于单晶的负载施加到具有细长形状的缩颈部分以除去位错，单晶可能由于缩颈部分断裂而掉下来。
[0011]此外，目前的直径为约450mm的单晶有望在后期过程中达到约1吨的重量。因此，存在这样的限制:直径为约3_至约5_的缩颈部分无法支撑重量为约1吨的单晶。
[0012]因此，需要一种能够在进行缩颈过程的情况下生长大口径单晶的技术。
[0013]由于近年来半导体技术不断开发，单晶硅锭成为高重量和大口径。因此，硅原料的尺寸可能增大，因此，需要在坩祸中堆叠更多量的多晶硅。
[0014]其结果是，用于加热多晶硅的加热器功率可能增大。因此，由于加热器功率增大，晶锭价格可能升高，而且，在生长单晶时，单晶中出现的位错可能会增多，或者产品产率可能会降低。
【发明内容】
[0015]本发明的各实施方式提供了一种在制造晶锭时减小热损失并且增大缩颈部分的直径以生产大口径的晶锭而不产生位错的晶锭生长装置和方法。
[0016]在一个实施方式中，使用晶种由坩祸中容纳的硅熔体生长晶锭的晶锭生长装置包括:腔室，提供进行使晶锭生长的一系列过程的空间；设置在所述腔室内的坩祸;设置在所述坩祸外的加热单元;固定所述晶种的晶种夹头;与所述晶种夹头连接的升降单元；以及设置在所述坩祸上方的上部热屏蔽体，所述上部热屏蔽体具有长成的晶锭通过的孔，其中，所述孔的尺寸是可调节的。
[0017]在另一个实施方式中，晶锭生长方法包括:将多晶硅容纳在坩祸中；闭合设置在所述坩祸上方的上部热屏蔽体的孔;加热所述坩祸以形成硅熔体；以晶种通过所述孔的预定尺寸打开所述上部热屏蔽体的孔，以使所述晶种通过所述上部热屏蔽体的孔;在使用所述晶种生长所述晶锭的同时，根据晶锭的直径膨胀增大所述上部热屏蔽体的孔尺寸;在使用所述晶种进行等径生长过程以形成所述等径体的同时，以尺寸比等径体的尺寸更大的预定尺寸形成所述上部热屏蔽体的孔；以及使用所述晶种进行收尾过程。
[0018]有益效果
[0019]根据所提出的实施方式，所述孔尺寸调节单元可以安装在所述上部热屏蔽体内，以便在将所述晶种浸渍到所述硅熔体时所产生的热冲击减到最小，从而增大所述缩颈部分的直径。
[0020]此外，可以使用直径增大的缩颈部分稳定地产生大口径的单晶硅晶锭。
[0021]此外，根据本实施方式，在加热所述硅熔体时，可以降低加热器功率，以提高单晶硅晶锭的品质并降低制造成本。
[0022]此外，根据本实施方式，可以精确地控制所述晶锭外部的温度，以制约所述晶锭的缺陷，从而提尚晶徒的品质。
【附图说明】
[0023]图1是根据实施方式的包括孔尺寸可调节的上部热屏蔽体的晶锭生长装置的示意图。
[0024]图2是根据实施方式的孔尺寸可调节的上部热屏蔽体的截面图。
[0025]图3是根据实施方式的驱动单元将功率传递给孔尺寸调节单元的状态的视图。
[0026]图4是根据实施方式的孔尺寸调节单元的分解透视图。
[0027]图5是根据实施方式的上部热屏蔽体的孔部分闭合的状态的视图。
[0028]图6是根据实施方式的上部热屏蔽体的孔打开的状态的视图。
[0029]图7是示出根据实施方式的使用包括上部热屏蔽体的晶锭生长装置生长晶锭的方法流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面，将参照附图对示例性实施方式进行详细描述。实施方式的技术范围将落入本发明的范围内，并且，在实施方式的范围内，能够添加、删除和修改组件或部件。图1是根据实施方式的包括孔尺寸可调节的上部热屏蔽体的晶锭生长装置的示意图。
[0031]参照图1，根据实施方式的晶锭生长装置可以包括:腔室10;容纳硅熔体的坩祸300;固定晶种600的晶种夹头610，用于从硅熔体中提拉晶锭;与晶种夹头610连接的升降单元(未示出)，用于提升并旋转晶种夹头610;加热坩祸300的加热单元400;设置在加热单元400的侧面上的侧部热屏蔽体500，用于屏蔽热量；屏蔽硅熔体的热量的上部热屏蔽体200;在热屏蔽体内部安装的孔尺寸调节单元140，用于调节孔尺寸;操作孔尺寸调节单元140的驱动单元110;冷却在上部热屏蔽体200上生长的晶锭的水冷却管700;以及除控制驱动单元110之外还控制晶锭生长过程的整个过程的控制单元800。
[0032]腔室10提供了进行生长晶锭作为诸如半导体的电子元件的材料使用的晶片的预定过程的空间。
[0033]作为热区结构容纳硅熔体的坩祸300可以设置在腔室10中。支撑结构和支撑负载的支架可以与坩祸300的下部连接。
[0034]旋转驱动装置可以安装在支架上。因此，坩祸300可以旋转并被提升。
[0035]此外，固定用于由坩祸300内的硅熔体生长晶锭的晶种600的晶种夹头610可以设置在坩祸300上方。晶种夹头610可以通过设置在腔室10的上部的升降单元进行竖直移动和旋转。
[0036]也就是说，升降单元可以竖直移动晶种夹头610以将晶种600浸渍到硅熔体中，然后提升并同时旋转晶种600以生长晶锭。
[0037]将热能供给到熔化的多晶硅的加热单元400可以设置在坩祸300外部。屏蔽加热单兀400的热量以防止热量释放到腔室10外部的侧部热屏蔽体500可以设置在加热单兀400外部。
[0038]此外，具有硅熔体中长成的晶锭能通过的孔并屏蔽由硅熔体释放的热量的上部热屏蔽体200可以被限定在坩祸300的上部。
[0039]在生长晶锭时，如果上部热屏蔽体200的孔尺寸是可调节的，则有着巨大的优势。
[0040]例如，在熔化多晶硅时，该孔可以完全闭合，以阻止坩祸300向上释放热量。此外，在进行浸渍晶种600的过程时，该孔可具有足够的尺寸，以使得晶种600从中通过。此外，晶种600可以设置在硅熔体和上部热屏蔽体200之间，然后在加热后进行浸渍以减小在晶种600浸渍到硅熔体中时发生的热冲击。
[0041]因此，由于热冲击减小，位错的发生可能会受到制约，从而增大缩颈部分的直径。其结果是，可以使 用直径增大的缩颈部分生长高重量大口径的晶锭。例如，根据本实施方式的晶锭生长装置可以稳定地制造直径为约450_或更大的晶锭。
[0042]此外，在进行等径生长过程时，该孔可具有达到等径体的直径尺寸，以相对于外部阻挡硅熔体的热量，从而减小热损失。而且，该晶锭可以在上部热屏蔽体200的外部进行冷却。
[0043]因此，根据本实施方式的上部热屏蔽体200可以还包括:孔尺寸调节单元140，用于调节孔的尺寸；与孔尺寸调节单元140连接的驱动单元110，用于操作孔尺寸调节单元140;以及控制单元800，用于控制驱动单元110。
[0044]将参照图2，对孔尺寸调节单元140、驱动单元110和控制单元800更详细地进行描述。
[0045]图2是孔尺寸可调节的上部热屏蔽体200的截面图，而图3是驱动单元110操作孔尺寸调节单元140的状态的视图。
[0046]参照图2和图3，在上部热屏蔽体200内，将功率传递给孔尺寸调节单元140的齿轮轴120与驱动单元110连接，而接收齿轮轴120的功率以进行旋转的齿轮130与孔尺寸调节单元140连接。
[0047]更详细地说，在上部热屏蔽体200中，可以沿着晶锭能通过的孔的侧面限定孔尺寸调节单元140插入的槽。孔尺寸调节单元140可以安装在槽中。
[0048]此外，齿轮可以设置在孔尺寸调节单元140的外周面的侧部上，并且与孔尺寸调节单元140连接。
[0049]齿轮轴120可以自齿轮130向上延伸，并且与驱动单元110连接。也就是说，设置齿轮轴120的竖直通道可以设置在上部热屏蔽体200中。
[0050]也就是说，在设置在上部热屏蔽体200外部的驱动单元110旋转齿轮轴120时，与齿轮轴120的下端连接的齿轮130可以旋转。在这里，与旋转的齿轮130啮合的孔尺寸调节单元140可以接收操作功率。可以由与驱动单元110连接的控制单元800控制一系列操作。
[0051 ] 可以单独设置控制单元800以调节孔尺寸。或者，控制单元800可以作为中央控制器，用于控制晶锭生长过程的整个过程。
[0052]图4是根据实施方式的孔尺寸调节单元的分解透视图。
[0053]将参照图4，对孔尺寸调节单元140的操作详细地进行描述。孔尺寸调节单元140可以进行与普通照相机的光圈类似的操作。
[0054]例如，孔尺寸调节单元140可以包括:多个叶片部件160，用于打开或闭合上部热屏蔽体200的孔;设置在叶片部件160上方的旋转盘150，用于轴向旋转叶片部件160;以及设置在叶片部件160下方的板子180，用于支撑叶片部件160。长成的晶锭能通过的环形的孔152、163和182可以分别被限定在旋转盘150、叶片部件160和板子180的中心部分。
[0055]齿轮槽153可以沿着旋转盘150的周面被限定，并且与齿轮130的齿啮合以接收齿轮130的功率。在齿轮130旋转时，通过使用孔152、163和182的中心作为轴，旋转盘150可以旋转。
[0056]此外，旋转盘150可以在叶片部件160上旋转滑动并且得到支撑。多个凸轮孔151可以沿着旋转盘150的外周以相同间隔被限定。从每个叶片部件160的顶面中突出的驱动销161可被悬挂并装配到每个凸轮孔151中。
[0057]因此，随着旋转盘150旋转，驱动销161可以在各自的凸轮孔151内移动，并且每个叶片部件160可以相对于限定在其端部的轴孔162(铰孔)轴向旋转。
[0058]也就是说，作为铰轴的轴孔162可以被限定在每个叶片部件160的端部中。此外，用于接收旋转盘150的功率的驱动销161可以设置在每个叶片部件160的顶面的一侧上。
[0059]此外，因为轴孔162与从板子180中突出的支撑叶片部件的支撑轴181连接，使得叶片部件160轴向旋转，所以通过使用轴孔162为旋转轴，每个叶片部件160可以在板子180上方旋转滑动。
[0060]因此，在旋转盘150旋转以移动在凸轮孔151中配置的驱动销161时，叶片部件160可以旋转。其结果是，一部分叶片部件160根据其旋转方向可以选择性地设置在上部热屏蔽体200的孔中或者上部热屏蔽体200的槽中，以调节上部热屏蔽体200的每个孔152、163和182的孔尺寸。
[0061]现将对孔尺寸调节单元140的每个组件详细地进行描述。可以设置至少三个叶片部件160。在这里，如果增加叶片部件160的数量，则在打开或闭合孔152、163和182时可以更精确地调节每个孔152、163和182的尺寸。因此，考虑到孔尺寸调节和设计结构，有利的是提供至少六个叶片部件160。
[0062]此外，由于在叶片部件160设置在上部热屏蔽体200的孔152、163和182中时，一部分叶片部件160必须阻挡硅熔体的热量，每个叶片部件可由不污染硅熔体的反射率高且耐高温的材料形成。
[0063]例如，每个叶片部件160可由高纯度石英、石墨或高纯度碳复合材料(M/I1.0ppma或更小)形成。此外，每个叶片部件160的表面可涂覆有反射率高的热解石墨。
[0064]也就是说，可以设置多个叶片部件160。此外，轴孔162可以被限定在每个叶片部件160的端部中，而驱动销161可以设置在每个叶片部件160的顶面的一侧上。每个叶片部件160可由高纯度碳材料形成。
[0065]此外，旋转盘150具有数量与叶片部件160相同的凸轮槽160。在这里，驱动销161可被悬挂并装配到凸轮槽160中。与齿轮130对应的齿轮槽可以沿着旋转盘150的外周面被限定在旋转盘150的至少一部分中。此外，用于连续地固定旋转盘150、叶片部件160和板子180的至少一个挂钩部件154可以设置在旋转盘150的边缘上。
[0066]此外，悬挂并装配旋转盘150的挂钩154的挂钩槽被限定在板子180的外周中。与叶片部件160的轴孔162对应的支撑轴181可以设置在板子180的顶面上，使得叶片部件160可旋转滑动并得到支撑。
[0067]图5是上部热屏蔽体200的孔尺寸减小的状态的视图，而图6是上部热屏蔽体200的孔打开的状态的视图。
[0068]参照图5，一部分叶片部件160设置在上部热屏蔽体200的孔中，以减小孔的尺寸。在叶片部件160通过驱动部件110进一步旋转时，孔可以是完全闭合的。也就是说，可以根据齿轮轴120的旋转程度，由驱动单元110调节孔的闭合度。
[0069]参照图6，所有叶片部件160可以设置在上部热屏蔽体200的槽中，以完全打开上部热屏蔽体200的孔。驱动单元110可以在旋转盘150的孔闭合的方向上旋转，以将叶片部件160定位到槽中，从而打开该孔。
[0070]也就是说，驱动单元110可以调节齿轮轴120的旋转方向和旋转程度，以控制上部热屏蔽体200和孔尺寸调节单元140，从而调节上部热屏蔽体200的孔尺寸。
[0071]将参照图7，对使用上述组件制造单晶硅晶锭的过程进行描述。
[0072]图7是示出了使用包括上部热屏蔽体200的晶锭生长装置进行生长晶锭的方法的流程图。
[0073]在将在下面进行描述的晶锭生长过程中，上部热屏蔽体200的孔尺寸是由控制单元800控制的。
[0074]首先，可以将多晶硅填充到坩祸300中，然后，可以通过孔尺寸调节单元140来使上部热屏蔽体200的孔完全闭合。
[0075]也就是说，驱动单元110旋转齿轮轴120，以使孔尺寸调节单元140的叶片部件160将上部屏蔽体200的孔完全闭合。
[0076]此后，加热单元400加热坩祸300以熔化多晶硅。在这里，可以通过上部热屏蔽体200来使坩祸300的上部完全闭合，以减小加热单元400的热损失(S101)。
[0077]然后，为了进行浸渍过程，通过升降装置使晶种600和晶种夹头610下降。驱动单元110操作孔尺寸调节单元140，以打开上部热屏蔽体200的孔，使得晶种600通过上部热屏蔽体200的孔。晶种600可以通过打开的孔，然后放置在硅熔体和上部热屏蔽体200之间的空间中。此外，在通过由硅熔体传递的热量加热晶种600并因此充分降低晶种600与硅熔体 之间的温度差时，晶种600可以进一步下降，然后浸渍到硅熔体中。
[0078]在这里，上部热屏蔽体200与硅熔体之间的晶种可被加热到约1000°C或更高的温度，更具体地，可被加热到约1200°C或更高的温度。由于晶种600与硅熔体的温度差降低，热应力可被降低，以防止热冲击造成位错(S102)。
[0079]此后，进行缩颈过程。在本实施方式中，晶种600可在约1200°C的温度下充分加热后进行浸渍，使得缩颈部分的热冲击可以为约2.0Mpa或更小(特别是，1.5Mpa或更小)。此夕卜，由于热冲击造成的位错受制约，虽然缩颈部分的直径为约5.5_或更大，但是可以产生无位错的晶锭。
[0080]在这里，升降单元可以保持晶种600的提拉速度达到约4.0mm/min或更小的速度，并且更具体地，达到约2.0mm/min的速度(S103)。
[0081 ]在完成缩颈过程之后，进行在直径方向上生长晶体的扩肩过程，以产生具有目标直径的晶锭。在这里，根据扩肩部分的直径增大，驱动单元100增大上部热屏蔽体200的孔尺寸，以使硅熔体的热损失减到最小。此外，可以控制固液界面的温度梯度G，以制约缺陷在晶Ι?中出现(S104)。
[0082]此后，可以进行等径生长过程。因此，由于缩颈部分增大直径而承受高重量，可以产生大口径等径体。例如，在不使用单独装置的情况下，可以产生直径为约450mm或更大的晶锭。
[0083]在这里，驱动单元110可以操作孔尺寸调节单元140，以将叶片部件160定位到孔的尺寸比晶锭的尺寸更大的位置。特别是可以控制晶锭的外部与叶片部件160之间的距离，以控制固液界面的温度梯度G。此外，可以阻止硅熔体的热量泄漏到外部，以提高在上部热屏蔽体200的上侧的晶锭的冷却速度。
[0084]例如，为了防止孔尺寸调节单元140和晶锭相互碰撞，驱动单元110可以操作孔尺寸调节单元140，使得在进行扩肩过程和等径生长过程时，孔的尺寸比晶锭的直径大出约1 Omm。在这里，升降单元可以保持晶种600的提拉速度达到约0.3mm/mi η至约1.0mm/min的速度。
[0085]通过图解进行描述晶锭的缺陷，在生长单晶时，可以使硅熔体固化并结晶，以导致空位型点缺陷及间隙型点缺陷。然后，在连续生长晶锭时，可以冷却晶锭的边界，因此，空位型点缺陷和间隙型点缺陷可以彼此结合，以形成团聚体(agg 1 omerat 1n )，从而产生空位型点缺陷和间隙型点缺陷。
[0086]通过主要使用将V/G比(单晶的提拉速度V与固液界面上的温度梯度G的比)控制在特定范围内的方法，可以抑制上述缺陷。在调节上部热屏蔽体200的孔尺寸时，可以精确地控制温度梯度G，以制约出现缺陷(S105)。
[0087]最后，可以进行收尾过程，以产生大口径、高品质的晶锭(S106)。
[0088]在如上所述的晶锭生长装置中，在加热硅熔体时，可以阻挡从硅熔体中泄漏的热量，以减小热损失。此外，在进行缩颈过程之前，可以加热晶种600以减小热冲击，从而增大缩颈部分的直径。此外，由于缩颈部分的直径增大，可以稳定地生长大口径的晶锭。此外，由于上部热屏蔽体200精确地调节晶锭的外部的温度，可以产生高品质的晶锭。
[0089]于是，本领域技术人员根据上述内容将理解:各种修改和其它等效实施方式也是可能的。
[0090]工业实用性
[0091]实施方式提供了制造晶片用晶锭的晶锭生长装置，因此，工业实用性高。
【主权项】
1.一种使用晶种由坩祸中容纳的硅熔体生长晶锭的晶锭生长装置，所述生长装置包括: 腔室，提供进行使所述晶锭生长的一系列过程的空间； 设置在所述腔室内的坩祸； 设置在所述坩祸外部的加热单元； 固定所述晶种的晶种夹头； 与所述晶种夹头连接的升降单元；以及 设置在所述坩祸上方的上部热屏蔽体，所述上部热屏蔽体具有长成的晶锭通过的孔，其中，所述孔的尺寸是可调节的。2.根据权利要求1所述的晶锭生长装置，其中，所述上部热屏蔽体包括孔尺寸调节单元，所述孔尺寸调节单元用于调节所述上部热屏蔽体的孔尺寸。3.根据权利要求2所述的晶锭生长装置，其中，所述晶锭生长装置还包括驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述孔尺寸调节单元。4.根据权利要求3所述的晶锭生长装置，其中，所述孔尺寸调节单元包括: 由多个叶片部件构成的叶片部件，用于打开或闭合所述上部热屏蔽体的孔； 设置在所述叶片部件上方的旋转盘，用于移动所述叶片部件；以及 设置在所述叶片部件下方的板子，用于支撑所述叶片部件。5.根据权利要求4所述的晶锭生长装置，其中，在所述叶片部件、所述旋转盘和所述板子的各中心部分中限定有长成的晶锭通过的环形开口。6.根据权利要求4所述的晶锭生长装置，其中，至少一部分的所述叶片部件选择性地设置在所述开口中，用于调节所述上部热屏蔽体的孔尺寸。7.根据权利要求4所述的晶锭生长装置，其中，每个所述叶片部件由高纯度石英、石墨和高纯度碳复合材料之一形成。8.根据权利要求7所述的晶锭生长装置，其中，每个所述叶片部件的表面涂覆有石墨。9.根据权利要求4所述的晶锭生长装置，其中，在所述上部热屏蔽体中设置有通道，在所述通道中设置有连接所述驱动单元的齿轮轴，在所述齿轮轴的端部上设置有齿轮，并且在所述旋转盘的外周面上限定有与所述齿轮啮合的齿轮槽。10.根据权利要求9所述的晶锭生长装置，其中，所述驱动单元旋转所述齿轮轴以逐渐打开或闭合所述上部热屏蔽体的孔。11.根据权利要求10所述的晶锭生长装置，其中，所述晶锭生长装置还包括控制单元，所述控制单元根据晶锭生长过程通过所述驱动单元来控制所述上部热屏蔽体的孔尺寸。12.—种设置在晶锭生长装置内以屏蔽容纳硅融体的坩祸的热量不到外部的上部热屏蔽体，所述上部热屏蔽体包括: 设置在所述坩祸上方的隔热单元，所述隔热单元具有晶锭通过的孔； 安装在所述隔热单元上的孔尺寸调节单元，所述孔尺寸调节单元用于连续地调节所述隔热单元的孔尺寸；以及 驱动所述孔尺寸调节单元的驱动单元。13.根据权利要求12所述的上部热屏蔽体，其中，所述孔尺寸调节单元包括: 由多个叶片部件构成的叶片部件，用于打开或闭合所述隔热单元的孔； 设置在所述叶片部件上方的旋转盘，用于移动所述叶片部件；以及 设置在所述叶片部件下方的板子，用于支撑所述叶片部件。14.一种晶锭生长方法，包括: 将多晶硅容纳在坩祸中； 闭合设置在所述坩祸上方的上部热屏蔽体的孔； 加热所述坩祸以形成硅熔体； 以晶种通过所述孔的预定尺寸打开所述上部热屏蔽体的孔，以使所述晶种通过所述上部热屏蔽体的孔； 在使用所述晶种生长所述晶锭的同时，根据晶锭的直径膨胀增大所述上部热屏蔽体的孔尺寸； 在使用所述晶种进行等径生长过程以形成所述等径体的同时，以尺寸比等径体的尺寸更大的预定尺寸形成所述上部热屏蔽体的孔；以及 使用所述晶种进行收尾过程。15.根据权利要求14所述的晶锭生长方法，其中，在浸渍所述晶种之前，将所述晶种加热到约1200°C的温度，使得在所述晶种浸渍到所述硅熔体中时，热冲击低于约1.5Mpa。16.根据权利要求14所述的晶锭生长方法，其中，在进行所述等径生长过程时，所述上部热屏蔽体的孔具有比所述等径体的直径大出约10_的尺寸。17.根据权利要求14所述的晶锭生长方法，其中，在进行所述缩颈过程时，所述缩颈部分具有约5.5mm或更大的直径。
【专利摘要】本发明的实施方式涉及一种使用晶种由坩埚中容纳的硅熔体生长晶锭的装置，该装置包括：腔室，用于提供进行使晶锭生长的一系列过程的空间；设置在腔室内的坩埚；设置在坩埚的外侧的加热部件；固定晶种的晶种夹头；与晶种夹头连接的升降装置；以及设置在坩埚的上方的上部热屏蔽，上部热屏蔽具有长成的晶锭能够通过的孔，并且能够控制晶锭能够通过的孔尺寸。
【IPC分类】C30B15/20, C30B29/06
【公开号】CN105492666
【申请号】CN201480048043
【发明人】成瑨奎, 崔日洙, 金度延
【申请人】Lg矽得荣株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月19日
【公告号】DE112014003969T5, US20160208408, WO2015030408A1
【专利说明】热屏蔽装置、包括其的晶锭生长装置和使用其的晶锭生长方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及晶锭生长装置和制备单晶硅晶锭的方法。
【背景技术】
[0002]通过对使用提拉(CZ)法制造的单晶锭进行切割来制造用作半导体装置的材料的硅单晶片。
[0003]使用CZ法生长硅单晶锭的方法包括:浸渍过程，在石英坩祸中熔融多晶硅，然后将晶种浸渍到硅熔体中；缩颈过程，提拉晶种以生长细长的晶体；以及扩肩，晶体在直径方向上生长以产生具有目标直径的晶体。
[0004]此后，进行等径生长过程(body growing process)和收尾过程以生长娃单晶锭:在等径生长过程中，具有预定直径的硅单晶锭生长达到所需长度;而在收尾过程中，单晶锭的直径逐渐减小以使晶锭与硅熔体分离。
[0005]然而，在晶种接触硅熔体时，与硅熔体接触的晶种下端的温度会显著增加到硅熔体表面的温度，以使热冲击施加到晶种的下端上。
[0006]此外，剪切应力可能由于热冲击而施加到晶种，从而在与硅熔体接触的晶种的一部分上产生位错。在生长晶体时，在与硅熔体接触的晶种的部分上出现的位错可被传播到晶种的下部。其结果是，位错可能对单晶生长产生不利影响。
[0007]因此，为了防止位错传播到单晶中，已在初始的单晶制造过程中进行Dash缩颈过程。
[0008]Dash缩颈过程是提拉细长形状的单晶以除去位错的技术。通常，在缩颈过程中长成的单晶(缩颈部分)可以具有约3mm至约5mm的直径。
[0009]如果缩颈部分具有超过约5mm的直径，则缩颈部分的内部和外部之间的温度差所产生的剪切应力可能会显著增大。由于剪切应力增大，位错的传播速度可能会比缩颈部分中单晶的提拉速度更大。因此，晶种的晶体下端中产生的位错不能被除去。Dash缩颈过程在位错能够被除去的方面具有积极效果。然而，考虑到晶种支撑高重量的单晶，Dash缩颈过程可能具有负面影响。
[0010]也就是说，由于单晶的负载施加到具有细长形状的缩颈部分以除去位错，单晶可能由于缩颈部分断裂而掉下来。
[0011]此外，目前的直径为约450mm的单晶有望在后期过程中达到约1吨的重量。因此，存在这样的限制:直径为约3_至约5_的缩颈部分无法支撑重量为约1吨的单晶。
[0012]因此，需要一种能够在进行缩颈过程的情况下生长大口径单晶的技术。
[0013]由于近年来半导体技术不断开发，单晶硅锭成为高重量和大口径。因此，硅原料的尺寸可能增大，因此，需要在坩祸中堆叠更多量的多晶硅。
[0014]其结果是，用于加热多晶硅的加热器功率可能增大。因此，由于加热器功率增大，晶锭价格可能升高，而且，在生长单晶时，单晶中出现的位错可能会增多，或者产品产率可能会降低。
【发明内容】
[0015]本发明的各实施方式提供了一种在制造晶锭时减小热损失并且增大缩颈部分的直径以生产大口径的晶锭而不产生位错的晶锭生长装置和方法。
[0016]在一个实施方式中，使用晶种由坩祸中容纳的硅熔体生长晶锭的晶锭生长装置包括:腔室，提供进行使晶锭生长的一系列过程的空间；设置在所述腔室内的坩祸;设置在所述坩祸外的加热单元;固定所述晶种的晶种夹头;与所述晶种夹头连接的升降单元；以及设置在所述坩祸上方的上部热屏蔽体，所述上部热屏蔽体具有长成的晶锭通过的孔，其中，所述孔的尺寸是可调节的。
[0017]在另一个实施方式中，晶锭生长方法包括:将多晶硅容纳在坩祸中；闭合设置在所述坩祸上方的上部热屏蔽体的孔;加热所述坩祸以形成硅熔体；以晶种通过所述孔的预定尺寸打开所述上部热屏蔽体的孔，以使所述晶种通过所述上部热屏蔽体的孔;在使用所述晶种生长所述晶锭的同时，根据晶锭的直径膨胀增大所述上部热屏蔽体的孔尺寸;在使用所述晶种进行等径生长过程以形成所述等径体的同时，以尺寸比等径体的尺寸更大的预定尺寸形成所述上部热屏蔽体的孔；以及使用所述晶种进行收尾过程。
[0018]有益效果
[0019]根据所提出的实施方式，所述孔尺寸调节单元可以安装在所述上部热屏蔽体内，以便在将所述晶种浸渍到所述硅熔体时所产生的热冲击减到最小，从而增大所述缩颈部分的直径。
[0020]此外，可以使用直径增大的缩颈部分稳定地产生大口径的单晶硅晶锭。
[0021]此外，根据本实施方式，在加热所述硅熔体时，可以降低加热器功率，以提高单晶硅晶锭的品质并降低制造成本。
[0022]此外，根据本实施方式，可以精确地控制所述晶锭外部的温度，以制约所述晶锭的缺陷，从而提尚晶徒的品质。
【附图说明】
[0023]图1是根据实施方式的包括孔尺寸可调节的上部热屏蔽体的晶锭生长装置的示意图。
[0024]图2是根据实施方式的孔尺寸可调节的上部热屏蔽体的截面图。
[0025]图3是根据实施方式的驱动单元将功率传递给孔尺寸调节单元的状态的视图。
[0026]图4是根据实施方式的孔尺寸调节单元的分解透视图。
[0027]图5是根据实施方式的上部热屏蔽体的孔部分闭合的状态的视图。
[0028]图6是根据实施方式的上部热屏蔽体的孔打开的状态的视图。
[0029]图7是示出根据实施方式的使用包括上部热屏蔽体的晶锭生长装置生长晶锭的方法流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面，将参照附图对示例性实施方式进行详细描述。实施方式的技术范围将落入本发明的范围内，并且，在实施方式的范围内，能够添加、删除和修改组件或部件。图1是根据实施方式的包括孔尺寸可调节的上部热屏蔽体的晶锭生长装置的示意图。
[0031]参照图1，根据实施方式的晶锭生长装置可以包括:腔室10;容纳硅熔体的坩祸300;固定晶种600的晶种夹头610，用于从硅熔体中提拉晶锭;与晶种夹头610连接的升降单元(未示出)，用于提升并旋转晶种夹头610;加热坩祸300的加热单元400;设置在加热单元400的侧面上的侧部热屏蔽体500，用于屏蔽热量；屏蔽硅熔体的热量的上部热屏蔽体200;在热屏蔽体内部安装的孔尺寸调节单元140，用于调节孔尺寸;操作孔尺寸调节单元140的驱动单元110;冷却在上部热屏蔽体200上生长的晶锭的水冷却管700;以及除控制驱动单元110之外还控制晶锭生长过程的整个过程的控制单元800。
[0032]腔室10提供了进行生长晶锭作为诸如半导体的电子元件的材料使用的晶片的预定过程的空间。
[0033]作为热区结构容纳硅熔体的坩祸300可以设置在腔室10中。支撑结构和支撑负载的支架可以与坩祸300的下部连接。
[0034]旋转驱动装置可以安装在支架上。因此，坩祸300可以旋转并被提升。
[0035]此外，固定用于由坩祸300内的硅熔体生长晶锭的晶种600的晶种夹头610可以设置在坩祸300上方。晶种夹头610可以通过设置在腔室10的上部的升降单元进行竖直移动和旋转。
[0036]也就是说，升降单元可以竖直移动晶种夹头610以将晶种600浸渍到硅熔体中，然后提升并同时旋转晶种600以生长晶锭。
[0037]将热能供给到熔化的多晶硅的加热单元400可以设置在坩祸300外部。屏蔽加热单兀400的热量以防止热量释放到腔室10外部的侧部热屏蔽体500可以设置在加热单兀400外部。
[0038]此外，具有硅熔体中长成的晶锭能通过的孔并屏蔽由硅熔体释放的热量的上部热屏蔽体200可以被限定在坩祸300的上部。
[0039]在生长晶锭时，如果上部热屏蔽体200的孔尺寸是可调节的，则有着巨大的优势。
[0040]例如，在熔化多晶硅时，该孔可以完全闭合，以阻止坩祸300向上释放热量。此外，在进行浸渍晶种600的过程时，该孔可具有足够的尺寸，以使得晶种600从中通过。此外，晶种600可以设置在硅熔体和上部热屏蔽体200之间，然后在加热后进行浸渍以减小在晶种600浸渍到硅熔体中时发生的热冲击。
[0041]因此，由于热冲击减小，位错的发生可能会受到制约，从而增大缩颈部分的直径。其结果是，可以使 用直径增大的缩颈部分生长高重量大口径的晶锭。例如，根据本实施方式的晶锭生长装置可以稳定地制造直径为约450_或更大的晶锭。
[0042]此外，在进行等径生长过程时，该孔可具有达到等径体的直径尺寸，以相对于外部阻挡硅熔体的热量，从而减小热损失。而且，该晶锭可以在上部热屏蔽体200的外部进行冷却。
[0043]因此，根据本实施方式的上部热屏蔽体200可以还包括:孔尺寸调节单元140，用于调节孔的尺寸；与孔尺寸调节单元140连接的驱动单元110，用于操作孔尺寸调节单元140;以及控制单元800，用于控制驱动单元110。
[0044]将参照图2，对孔尺寸调节单元140、驱动单元110和控制单元800更详细地进行描述。
[0045]图2是孔尺寸可调节的上部热屏蔽体200的截面图，而图3是驱动单元110操作孔尺寸调节单元140的状态的视图。
[0046]参照图2和图3，在上部热屏蔽体200内，将功率传递给孔尺寸调节单元140的齿轮轴120与驱动单元110连接，而接收齿轮轴120的功率以进行旋转的齿轮130与孔尺寸调节单元140连接。
[0047]更详细地说，在上部热屏蔽体200中，可以沿着晶锭能通过的孔的侧面限定孔尺寸调节单元140插入的槽。孔尺寸调节单元140可以安装在槽中。
[0048]此外，齿轮可以设置在孔尺寸调节单元140的外周面的侧部上，并且与孔尺寸调节单元140连接。
[0049]齿轮轴120可以自齿轮130向上延伸，并且与驱动单元110连接。也就是说，设置齿轮轴120的竖直通道可以设置在上部热屏蔽体200中。
[0050]也就是说，在设置在上部热屏蔽体200外部的驱动单元110旋转齿轮轴120时，与齿轮轴120的下端连接的齿轮130可以旋转。在这里，与旋转的齿轮130啮合的孔尺寸调节单元140可以接收操作功率。可以由与驱动单元110连接的控制单元800控制一系列操作。
[0051 ] 可以单独设置控制单元800以调节孔尺寸。或者，控制单元800可以作为中央控制器，用于控制晶锭生长过程的整个过程。
[0052]图4是根据实施方式的孔尺寸调节单元的分解透视图。
[0053]将参照图4，对孔尺寸调节单元140的操作详细地进行描述。孔尺寸调节单元140可以进行与普通照相机的光圈类似的操作。
[0054]例如，孔尺寸调节单元140可以包括:多个叶片部件160，用于打开或闭合上部热屏蔽体200的孔;设置在叶片部件160上方的旋转盘150，用于轴向旋转叶片部件160;以及设置在叶片部件160下方的板子180，用于支撑叶片部件160。长成的晶锭能通过的环形的孔152、163和182可以分别被限定在旋转盘150、叶片部件160和板子180的中心部分。
[0055]齿轮槽153可以沿着旋转盘150的周面被限定，并且与齿轮130的齿啮合以接收齿轮130的功率。在齿轮130旋转时，通过使用孔152、163和182的中心作为轴，旋转盘150可以旋转。
[0056]此外，旋转盘150可以在叶片部件160上旋转滑动并且得到支撑。多个凸轮孔151可以沿着旋转盘150的外周以相同间隔被限定。从每个叶片部件160的顶面中突出的驱动销161可被悬挂并装配到每个凸轮孔151中。
[0057]因此，随着旋转盘150旋转，驱动销161可以在各自的凸轮孔151内移动，并且每个叶片部件160可以相对于限定在其端部的轴孔162(铰孔)轴向旋转。
[0058]也就是说，作为铰轴的轴孔162可以被限定在每个叶片部件160的端部中。此外，用于接收旋转盘150的功率的驱动销161可以设置在每个叶片部件160的顶面的一侧上。
[0059]此外，因为轴孔162与从板子180中突出的支撑叶片部件的支撑轴181连接，使得叶片部件160轴向旋转，所以通过使用轴孔162为旋转轴，每个叶片部件160可以在板子180上方旋转滑动。
[0060]因此，在旋转盘150旋转以移动在凸轮孔151中配置的驱动销161时，叶片部件160可以旋转。其结果是，一部分叶片部件160根据其旋转方向可以选择性地设置在上部热屏蔽体200的孔中或者上部热屏蔽体200的槽中，以调节上部热屏蔽体200的每个孔152、163和182的孔尺寸。
[0061]现将对孔尺寸调节单元140的每个组件详细地进行描述。可以设置至少三个叶片部件160。在这里，如果增加叶片部件160的数量，则在打开或闭合孔152、163和182时可以更精确地调节每个孔152、163和182的尺寸。因此，考虑到孔尺寸调节和设计结构，有利的是提供至少六个叶片部件160。
[0062]此外，由于在叶片部件160设置在上部热屏蔽体200的孔152、163和182中时，一部分叶片部件160必须阻挡硅熔体的热量，每个叶片部件可由不污染硅熔体的反射率高且耐高温的材料形成。
[0063]例如，每个叶片部件160可由高纯度石英、石墨或高纯度碳复合材料(M/I1.0ppma或更小)形成。此外，每个叶片部件160的表面可涂覆有反射率高的热解石墨。
[0064]也就是说，可以设置多个叶片部件160。此外，轴孔162可以被限定在每个叶片部件160的端部中，而驱动销161可以设置在每个叶片部件160的顶面的一侧上。每个叶片部件160可由高纯度碳材料形成。
[0065]此外，旋转盘150具有数量与叶片部件160相同的凸轮槽160。在这里，驱动销161可被悬挂并装配到凸轮槽160中。与齿轮130对应的齿轮槽可以沿着旋转盘150的外周面被限定在旋转盘150的至少一部分中。此外，用于连续地固定旋转盘150、叶片部件160和板子180的至少一个挂钩部件154可以设置在旋转盘150的边缘上。
[0066]此外，悬挂并装配旋转盘150的挂钩154的挂钩槽被限定在板子180的外周中。与叶片部件160的轴孔162对应的支撑轴181可以设置在板子180的顶面上，使得叶片部件160可旋转滑动并得到支撑。
[0067]图5是上部热屏蔽体200的孔尺寸减小的状态的视图，而图6是上部热屏蔽体200的孔打开的状态的视图。
[0068]参照图5，一部分叶片部件160设置在上部热屏蔽体200的孔中，以减小孔的尺寸。在叶片部件160通过驱动部件110进一步旋转时，孔可以是完全闭合的。也就是说，可以根据齿轮轴120的旋转程度，由驱动单元110调节孔的闭合度。
[0069]参照图6，所有叶片部件160可以设置在上部热屏蔽体200的槽中，以完全打开上部热屏蔽体200的孔。驱动单元110可以在旋转盘150的孔闭合的方向上旋转，以将叶片部件160定位到槽中，从而打开该孔。
[0070]也就是说，驱动单元110可以调节齿轮轴120的旋转方向和旋转程度，以控制上部热屏蔽体200和孔尺寸调节单元140，从而调节上部热屏蔽体200的孔尺寸。
[0071]将参照图7，对使用上述组件制造单晶硅晶锭的过程进行描述。
[0072]图7是示出了使用包括上部热屏蔽体200的晶锭生长装置进行生长晶锭的方法的流程图。
[0073]在将在下面进行描述的晶锭生长过程中，上部热屏蔽体200的孔尺寸是由控制单元800控制的。
[0074]首先，可以将多晶硅填充到坩祸300中，然后，可以通过孔尺寸调节单元140来使上部热屏蔽体200的孔完全闭合。
[0075]也就是说，驱动单元110旋转齿轮轴120，以使孔尺寸调节单元140的叶片部件160将上部屏蔽体200的孔完全闭合。
[0076]此后，加热单元400加热坩祸300以熔化多晶硅。在这里，可以通过上部热屏蔽体200来使坩祸300的上部完全闭合，以减小加热单元400的热损失(S101)。
[0077]然后，为了进行浸渍过程，通过升降装置使晶种600和晶种夹头610下降。驱动单元110操作孔尺寸调节单元140，以打开上部热屏蔽体200的孔，使得晶种600通过上部热屏蔽体200的孔。晶种600可以通过打开的孔，然后放置在硅熔体和上部热屏蔽体200之间的空间中。此外，在通过由硅熔体传递的热量加热晶种600并因此充分降低晶种600与硅熔体 之间的温度差时，晶种600可以进一步下降，然后浸渍到硅熔体中。
[0078]在这里，上部热屏蔽体200与硅熔体之间的晶种可被加热到约1000°C或更高的温度，更具体地，可被加热到约1200°C或更高的温度。由于晶种600与硅熔体的温度差降低，热应力可被降低，以防止热冲击造成位错(S102)。
[0079]此后，进行缩颈过程。在本实施方式中，晶种600可在约1200°C的温度下充分加热后进行浸渍，使得缩颈部分的热冲击可以为约2.0Mpa或更小(特别是，1.5Mpa或更小)。此夕卜，由于热冲击造成的位错受制约，虽然缩颈部分的直径为约5.5_或更大，但是可以产生无位错的晶锭。
[0080]在这里，升降单元可以保持晶种600的提拉速度达到约4.0mm/min或更小的速度，并且更具体地，达到约2.0mm/min的速度(S103)。
[0081 ]在完成缩颈过程之后，进行在直径方向上生长晶体的扩肩过程，以产生具有目标直径的晶锭。在这里，根据扩肩部分的直径增大，驱动单元100增大上部热屏蔽体200的孔尺寸，以使硅熔体的热损失减到最小。此外，可以控制固液界面的温度梯度G，以制约缺陷在晶Ι?中出现(S104)。
[0082]此后，可以进行等径生长过程。因此，由于缩颈部分增大直径而承受高重量，可以产生大口径等径体。例如，在不使用单独装置的情况下，可以产生直径为约450mm或更大的晶锭。
[0083]在这里，驱动单元110可以操作孔尺寸调节单元140，以将叶片部件160定位到孔的尺寸比晶锭的尺寸更大的位置。特别是可以控制晶锭的外部与叶片部件160之间的距离，以控制固液界面的温度梯度G。此外，可以阻止硅熔体的热量泄漏到外部，以提高在上部热屏蔽体200的上侧的晶锭的冷却速度。
[0084]例如，为了防止孔尺寸调节单元140和晶锭相互碰撞，驱动单元110可以操作孔尺寸调节单元140，使得在进行扩肩过程和等径生长过程时，孔的尺寸比晶锭的直径大出约1 Omm。在这里，升降单元可以保持晶种600的提拉速度达到约0.3mm/mi η至约1.0mm/min的速度。
[0085]通过图解进行描述晶锭的缺陷，在生长单晶时，可以使硅熔体固化并结晶，以导致空位型点缺陷及间隙型点缺陷。然后，在连续生长晶锭时，可以冷却晶锭的边界，因此，空位型点缺陷和间隙型点缺陷可以彼此结合，以形成团聚体(agg 1 omerat 1n )，从而产生空位型点缺陷和间隙型点缺陷。
[0086]通过主要使用将V/G比(单晶的提拉速度V与固液界面上的温度梯度G的比)控制在特定范围内的方法，可以抑制上述缺陷。在调节上部热屏蔽体200的孔尺寸时，可以精确地控制温度梯度G，以制约出现缺陷(S105)。
[0087]最后，可以进行收尾过程，以产生大口径、高品质的晶锭(S106)。
[0088]在如上所述的晶锭生长装置中，在加热硅熔体时，可以阻挡从硅熔体中泄漏的热量，以减小热损失。此外，在进行缩颈过程之前，可以加热晶种600以减小热冲击，从而增大缩颈部分的直径。此外，由于缩颈部分的直径增大，可以稳定地生长大口径的晶锭。此外，由于上部热屏蔽体200精确地调节晶锭的外部的温度，可以产生高品质的晶锭。
[0089]于是，本领域技术人员根据上述内容将理解:各种修改和其它等效实施方式也是可能的。
[0090]工业实用性
[0091]实施方式提供了制造晶片用晶锭的晶锭生长装置，因此，工业实用性高。
【主权项】
1.一种使用晶种由坩祸中容纳的硅熔体生长晶锭的晶锭生长装置，所述生长装置包括: 腔室，提供进行使所述晶锭生长的一系列过程的空间； 设置在所述腔室内的坩祸； 设置在所述坩祸外部的加热单元； 固定所述晶种的晶种夹头； 与所述晶种夹头连接的升降单元；以及 设置在所述坩祸上方的上部热屏蔽体，所述上部热屏蔽体具有长成的晶锭通过的孔，其中，所述孔的尺寸是可调节的。2.根据权利要求1所述的晶锭生长装置，其中，所述上部热屏蔽体包括孔尺寸调节单元，所述孔尺寸调节单元用于调节所述上部热屏蔽体的孔尺寸。3.根据权利要求2所述的晶锭生长装置，其中，所述晶锭生长装置还包括驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述孔尺寸调节单元。4.根据权利要求3所述的晶锭生长装置，其中，所述孔尺寸调节单元包括: 由多个叶片部件构成的叶片部件，用于打开或闭合所述上部热屏蔽体的孔； 设置在所述叶片部件上方的旋转盘，用于移动所述叶片部件；以及 设置在所述叶片部件下方的板子，用于支撑所述叶片部件。5.根据权利要求4所述的晶锭生长装置，其中，在所述叶片部件、所述旋转盘和所述板子的各中心部分中限定有长成的晶锭通过的环形开口。6.根据权利要求4所述的晶锭生长装置，其中，至少一部分的所述叶片部件选择性地设置在所述开口中，用于调节所述上部热屏蔽体的孔尺寸。7.根据权利要求4所述的晶锭生长装置，其中，每个所述叶片部件由高纯度石英、石墨和高纯度碳复合材料之一形成。8.根据权利要求7所述的晶锭生长装置，其中，每个所述叶片部件的表面涂覆有石墨。9.根据权利要求4所述的晶锭生长装置，其中，在所述上部热屏蔽体中设置有通道，在所述通道中设置有连接所述驱动单元的齿轮轴，在所述齿轮轴的端部上设置有齿轮，并且在所述旋转盘的外周面上限定有与所述齿轮啮合的齿轮槽。10.根据权利要求9所述的晶锭生长装置，其中，所述驱动单元旋转所述齿轮轴以逐渐打开或闭合所述上部热屏蔽体的孔。11.根据权利要求10所述的晶锭生长装置，其中，所述晶锭生长装置还包括控制单元，所述控制单元根据晶锭生长过程通过所述驱动单元来控制所述上部热屏蔽体的孔尺寸。12.—种设置在晶锭生长装置内以屏蔽容纳硅融体的坩祸的热量不到外部的上部热屏蔽体，所述上部热屏蔽体包括: 设置在所述坩祸上方的隔热单元，所述隔热单元具有晶锭通过的孔； 安装在所述隔热单元上的孔尺寸调节单元，所述孔尺寸调节单元用于连续地调节所述隔热单元的孔尺寸；以及 驱动所述孔尺寸调节单元的驱动单元。13.根据权利要求12所述的上部热屏蔽体，其中，所述孔尺寸调节单元包括: 由多个叶片部件构成的叶片部件，用于打开或闭合所述隔热单元的孔； 设置在所述叶片部件上方的旋转盘，用于移动所述叶片部件；以及 设置在所述叶片部件下方的板子，用于支撑所述叶片部件。14.一种晶锭生长方法，包括: 将多晶硅容纳在坩祸中； 闭合设置在所述坩祸上方的上部热屏蔽体的孔； 加热所述坩祸以形成硅熔体； 以晶种通过所述孔的预定尺寸打开所述上部热屏蔽体的孔，以使所述晶种通过所述上部热屏蔽体的孔； 在使用所述晶种生长所述晶锭的同时，根据晶锭的直径膨胀增大所述上部热屏蔽体的孔尺寸； 在使用所述晶种进行等径生长过程以形成所述等径体的同时，以尺寸比等径体的尺寸更大的预定尺寸形成所述上部热屏蔽体的孔；以及 使用所述晶种进行收尾过程。15.根据权利要求14所述的晶锭生长方法，其中，在浸渍所述晶种之前，将所述晶种加热到约1200°C的温度，使得在所述晶种浸渍到所述硅熔体中时，热冲击低于约1.5Mpa。16.根据权利要求14所述的晶锭生长方法，其中，在进行所述等径生长过程时，所述上部热屏蔽体的孔具有比所述等径体的直径大出约10_的尺寸。17.根据权利要求14所述的晶锭生长方法，其中，在进行所述缩颈过程时，所述缩颈部分具有约5.5mm或更大的直径。
【专利摘要】本发明的实施方式涉及一种使用晶种由坩埚中容纳的硅熔体生长晶锭的装置，该装置包括：腔室，用于提供进行使晶锭生长的一系列过程的空间；设置在腔室内的坩埚；设置在坩埚的外侧的加热部件；固定晶种的晶种夹头；与晶种夹头连接的升降装置；以及设置在坩埚的上方的上部热屏蔽，上部热屏蔽具有长成的晶锭能够通过的孔，并且能够控制晶锭能够通过的孔尺寸。
【IPC分类】C30B15/20, C30B29/06
【公开号】CN105492666
【申请号】CN201480048043
【发明人】成瑨奎, 崔日洙, 金度延
【申请人】Lg矽得荣株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月19日
【公告号】DE112014003969T5, US20160208408, WO2015030408A1
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