发明名称 用于制备实质上不含凝结固有点缺陷之低铁单晶矽之装置及方法
摘要 本发明揭示一种用于制造具减低铁污染之矽单晶的方法及装置。该装置至少包含一个结构性元件,此者是按一石墨基板及一覆盖该基板表面之碳化矽保护层所建构,而该基板表面系曝露于生长室之氛围。该石墨基板具有不超过约1.5*1012atoms/cm3的铁质浓度,且该碳化矽保护层具有不超过约1.0*1012atoms/cm3的铁质浓度。
申请公布号 TW575894 申请公布日期 2004.02.11
申请号 TW090132337 申请日期 2001.12.26
申请人 MEMC电子材料公司 发明人 哈利婆瑞瑟 史利德哈瑞摩西;莫森 巴南;约翰D 候德尔
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种用以产生按Czochralski处理方法所生长之矽单晶的拉晶装置,该装置包含:一生长室;及一结构元件,置放于该生长室内,该结构元件含有一基板及一覆盖该基板表面之保护层,而该表面系曝露于该生长室的大气,该基板含有石墨且具不超过1.5*1012atoms/cm3的铁质浓度,而该保护层含有碳化矽,并具有不超过1.0*1012atoms/cm3的铁质浓度。2.如申请专利范围第1项之拉晶装置,其中该基板内的铁质浓度不超过1.0*1012atoms/cm3。3.如申请专利范围第1项之拉晶装置,其中该基板内的铁质浓度不超过0.5*1012atoms/cm3。4.如申请专利范围第1项之拉晶装置,其中该基板内的铁质浓度不超过0.1,1012atoms/cm3。5.如申请专利范围第1项之拉晶装置,其中该保护层内的铁质浓度不超过0.5*1012atoms/cm3。6.如申请专利范围第1项之拉晶装置,其中该保护层内的铁质浓度不超过0.1*1012atoms/cm3。7.如申请专利范围第1项之拉晶装置,其中该保护层厚度为75到125m。8.如申请专利范围第1项之拉晶装置,其中该保护层厚度为100m。9.如申请专利范围第1项之拉晶装置,其中该保护层覆盖整个基板表面。10.如申请专利范围第1项之拉晶装置,其中该结构元件在该矽单晶生长的过程中,会达到至少950℃至少80小时,并且位于矽熔物或矽单晶3公分到5公分之内。11.如申请专利范围第10项之拉晶装置,其中该结构元件是从大致含有如下项目之群组所选出,即一上方加热器、一上方加热器挡板、一中间热挡板、一下方热挡板内部反射器、一下方热挡板外部反射器、一下方热挡板绝缘层、一上方绝缘支架和一上方绝缘挡板。12.如申请专利范围第11项之拉晶装置,其中含有从该群组中所选出的至少六元件。13.如申请专利范围第11项之拉晶装置,其中含有从该群组中所选出的至少八元件。14.如申请专利范围第1项之拉晶装置,其中所有结构元件在晶体生长的过程中会达到至少950℃至少80小时并且位于矽熔物或晶体3公分到5公分之内,且含有该基板及该保护层。15.一种用以在矽单晶锭生长过程中,控制一晶体生长装置内一矽单晶锭免于一结构元件之铁质污染的方法,该方法包括:依一生长室及一置放于该生长室内之结构元件来建构该晶体生长装置,该结构元件含有一基板及一覆盖该基板表面之保护层,而该表面系曝露于该生长室的大气,该基板含有石墨且具不超过1.5*1012atoms/cm3的铁质浓度,而该保护层含有碳化矽,并具有不超过1.0*1012atoms/cm3的铁质浓度;以及从该生长室内的熔矽池里拉曳该矽单晶锭。16.如申请专利范围第15项之方法,其中该基板内的铁质浓度不超过1.0 *1012atoms/cm3。17.如申请专利范围第15项之方法,其中该基板内的铁质浓度不超过0.5 *1012atoms/cm3。18.如申请专利范围第15项之方法,其中该基板内的铁质浓度不超过0.1 *1012atoms/cm3。19.如申请专利范围第15项之方法,其中该保护层内的铁质浓度不超过0.5 *1012atoms/cm3。20.如申请专利范围第15项之方法,其中该保护层内的铁质浓度不超过0.1 *1012atoms/cm3的铁质。21.如申请专利范围第15项之方法,其中该保护层厚度为75到125m。22.如申请专利范围第15项之方法,其中该保护层厚度为100m。23.如申请专利范围第15项之方法,其中该保护层覆盖整个基板表面。24.如申请专利范围第15项之方法,其中该结构元件在该矽单晶生长的过程中,会达到至少950℃温度至少80小时,并且位于矽熔物池或矽单晶3公分到5公分之内。25.如申请专利范围第24项之方法,其中该结构元件是从大致含有如下项目之群组所选出,即一上方加热器、一上方加热器挡板、一中间热挡板、一下方热挡板内部反射器、一下方热挡板外部反射器、一下方热挡板绝缘层、一上方绝缘支架和一上方绝缘挡板。26.如申请专利范围第25项之方法,其中包含以从该群组中所选出的至少六结构性元件来建构该晶体生长装置。27.如申请专利范围第25项之方法,其中包含以从该群组中所选出的至少八结构性元件来建构该晶体生长装置。28.如申请专利范围第15项之方法,其中包含建构该晶体生长装置,以使得所有结构性元件在晶体生长的过程中,会达到至少950℃至少80小时,并且位于矽熔物或晶体3公分到5公分之内,且含有该基板及该保护层。29.如申请专利范围第15项之方法,其中该矽单晶锭含有一主体,该主体具有一边缘铁质浓度低于依相同条件在一参考生长室内操作所拉曳之参考矽单晶锭的边缘铁质浓度,且该参考生长室系以相同元件所建构,除了具有一参考结构性元件具有铁质浓度大于1.4*1015atoms/cm3。30.如申请专利范围第26项之方法,其中该矽单晶锭含有一主体具有低于5ppta之边缘铁质浓度。31.如申请专利范围第26项之方法,其中该矽单晶锭含有一主体具有低于3ppta之边缘铁质浓度。32.如申请专利范围第27项之方法,其中该矽单晶锭含有一主体具有低于1ppta之边缘铁质浓度。33.如申请专利范围第28项之方法,其中该矽单晶锭含有一主体具有低于1ppta之边缘铁质浓度。图式简单说明:图1为矽单拉晶晶装置之图式。图2为用以将铁质从石墨及涂布碳化矽之石墨样本扩散到矽晶圆内,藉此决定样本中的铁质浓度之装置图式。图3为显示当未予涂布及涂布以两种不同碳化矽层时,在四种不同石墨样本内的铁质浓度之图式。图4为显示平均边缘铁质浓度之图式,此为按轴向位置之函数,对三个在三种条件下所拉曳而成之晶锭,分如按传统的结构性元件所建构之热区、相同热区而具额外的50公升/分钟氩气净除气体,以及以低杂质结构性元件所建构之热区。
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