发明名称 藉由控制在一晶锭熔融介面之中心及边缘处的温度梯度来制造单结晶矽晶锭的切克劳斯基拉晶装置及拉晶法
摘要 本发明揭露改良切克劳斯基拉晶装置以生长完美的单结晶矽晶锭,此晶锭不含空穴集聚体及间隙集聚体,其系藉由改良切克劳斯基拉晶装置的元件以供在晶锭-熔融物界面处产生一温度梯度,其大于约2.5°K/毫米晶锭轴且至少约等于由晶锭之圆柱形边缘开始之扩散长度处的温度梯度。藉由在晶锭-熔融物界面处产生一温度梯度,其大于约2.5°K/毫米晶锭轴且至少约等于由晶锭之圆柱形边缘开始之扩散长度处的温度梯度,可产生相对于矽熔融物呈平面或凸面的晶锭-熔融物界面。经如此上拉之晶锭系切割成许多可能包含点缺陷但不含空穴集聚体及间隙集聚体的纯矽晶圆。
申请公布号 TW552326 申请公布日期 2003.09.11
申请号 TW089103608 申请日期 2000.03.01
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 朴在勤
分类号 C30B35/00 主分类号 C30B35/00
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种用于生长单结晶矽晶锭之切克劳斯基拉晶装置的挡热板,该切克劳斯基拉晶装置包含容纳矽熔融物之坩埚,该挡热板包含:环状挡热板外壳体,其包含内部及外部挡热板外壳体壁及倾斜的挡热板外壳体底板及延伸于内部及外部挡热板外壳体壁之间的挡热板外壳顶部,该挡热板外壳体内含有绝缘材料;以及一支撑元件,系配置以供支撑挡热板外壳体于切克劳斯基拉晶装置之坩埚内。2.如申请专利范围第1项之挡热板,其中该内部及外部挡热板外壳体壁为垂直的内部及外部挡热板外壳体壁,及其中该挡热板外壳顶部为倾斜的挡热板外壳顶部。3.如申请专利范围第1项之挡热板,其中该支撑元件包含:至少一延伸至该环状挡热板外壳体的支撑臂。4.如申请专利范围第3项之挡热板,其中至少一支撑臂为至少一内含有绝缘材料的中空支撑臂。5.如申请专利范围第1项之挡热板,其中该支撑元件包含:一环状支撑元件。6.如申请专利范围第5项之挡热板,其中环状支撑元件包含内部及外部支撑元件壁,该壁之间含有绝缘材料。7.如申请专利范围第5项之挡热板,其中环状支撑元件内包含至少一窗口。8.如申请专利范围第5项之挡热板,其中该环状支撑元件为倾斜的环状支撑元件。9.如申请专利范围第1项之挡热板,其中该切克劳斯拉晶器亦包含用于将籽晶座自坩埚拉起的装置,藉此由矽熔融物中上拉出一单结晶矽晶锭,该单结晶矽晶锭具有一轴及一圆柱状边缘,该矽熔融物及晶锭在二者之间界定一晶锭-熔融物界面;以及其中挡热板外壳体顶部为倾斜的挡热板外壳体顶部,内部挡热板外壳体壁具有内部壁长度,倾斜之挡热板外壳体底板与水平面产生一第一角度,且倾斜之挡热板外壳体顶部与水平面产生一第二角度,内部壁长度、第一角度及第二角度中至少一者地系经选择以供在晶锭-熔融物界面、在晶锭轴处产生一温度梯度,其至少等于由晶锭之圆柱形边缘开始之扩散长度处的温度梯度。10.一种用于生长单结晶矽晶锭的切克劳斯基拉晶装置,包含:一外壳;一位在外壳内的坩埚,供容纳矽熔融物;一位在外壳内的籽晶座,邻接坩埚;一位在外壳内的加热器,环绕坩埚;以及一位在坩埚内的环状挡热板外壳体,包含内部及外部挡热板外壳体壁及倾斜的挡热板外壳体底板及延伸于内部及外部挡热板外壳体壁之间的挡热板外壳顶部,该挡热板外壳体内含有绝缘材料;以及一支撑元件,其供支撑挡热板外壳体于坩埚内。11.如申请专利范围第10项之切克劳斯基拉晶装置,其中该内部及外部挡热板外壳体壁为垂直的内部及外部挡热板外壳体壁,及其中该挡热板外壳顶部为倾斜的挡热板外壳顶部。12.如申请专利范围第10项之切克劳斯基拉晶装置,其进一步包含:一位在外壳内的热组件,其环绕加热器;其中支撑元件支撑环挡热板外壳体由热组件至坩埚内。13.如申请专利范围第10项之切克劳斯基拉晶装置,其中该支撑元件包含:至少一延伸至该环状挡热板外壳体的支撑臂。14.如申请专利范围第13项之切克劳斯基拉晶装置,其中至少一支撑臂为至少一内含有绝缘材料的中空支撑臂。15.如申请专利范围第10项之切克劳斯基拉晶装置,其中该支撑元件包含:一环状支撑元件。16.如申请专利范围第15项之切克劳斯基拉晶装置,其中环状支撑元件包含内部及外部支撑元件壁,该壁之间含有绝缘材料。17.如申请专利范围第15项之切克劳斯基拉晶装置,其中环状支撑元件内包含至少一窗口。18.如申请专利范围第15项之切克劳斯基拉晶装置,其中该环状支撑元件为倾斜的环状支撑元件。19.如申请专利范围第12项之切克劳斯基拉晶装置,其中热组件包含上部热组件外壳体及下部热组件外壳体,该下部热组件外壳体充填有热吸收材料及上部热组件外壳体系至少部分未充填热吸收材料。20.如申请专利范围第19项之切克劳斯基拉晶装置,其中上部热组件外壳体不含热吸收材料。21.如申请专利范围第10项之切克劳斯基拉晶装置,进一步包含用于将籽晶座自坩埚拉起的装置,藉此由矽熔融物中上拉出一单结晶矽晶锭,该单结晶矽晶锭具有一轴及一圆柱状边缘,该矽熔融物及晶锭在二者之间界定一晶锭-熔融物界面;以及其中挡热板外壳体顶部为倾斜的挡热板外壳体顶部,内部挡热板外壳体壁具有内部壁长度,倾斜之挡热板外壳体底板与水平面产生一第一角度,且倾斜之挡热板外壳体顶部与水平面产生一第二角度,内部壁长度、第一角度及第二角度中至少一者地系经选择以供在晶锭-熔融物界面、在晶锭轴处产生一温度梯度,其至少等于由晶锭之圆柱形边缘开始之扩散长度处的温度梯度。22.一种用于生长单结晶矽晶锭的切克劳斯基拉晶装置,包含:一外壳;一位在外壳内的坩埚,供容纳矽熔融物;一位在外壳内的籽晶座,邻接坩埚;一位在外壳内的加热器,环绕坩埚;一界于坩埚及籽晶座之间的挡热板;一界于挡热板及籽晶座之间的冷却套管;以及一位在外壳内的热组件,环绕加热器,该热组件包含:上部热组件外壳体及下部热组件外壳体,该下部热组件外壳体充填有热吸收材料及上部热组件外壳体系至少部分未充填热吸收材料。23.如申请专利范围第22项之切克劳斯基拉晶装置,其中该挡热板由上部热组件外壳体延伸至界于坩埚及籽晶座之间。24.一种用于生长单结晶矽晶锭的切克劳斯基拉晶装置,包含:一外壳;一位在外壳内的坩埚,供容纳矽熔融物;一位在外壳内的籽晶座,邻接坩埚;一位在外壳内的加热器,环绕坩埚;一界于坩埚及籽晶座之间的挡热板;一界于挡热板及籽晶座之间的冷却套管;以及一用于将籽晶座自坩埚拉起的装置,藉此由矽熔融物中上拉出一单结晶矽晶锭,该单结晶矽晶锭具有一轴及一圆柱状边缘,该矽熔融物及晶锭在二者之间界定一晶锭-熔融物界面;挡热板之位置、挡热板之构造、加热器之位置、冷却套管之构造、坩埚之位置、热组件之构造及应用至加热器之能源中至少一者系经选择以供在晶锭-熔融物之界面产生一温度梯度,其大于2.5K/毫米晶锭轴且至少等于由晶锭之圆柱形边缘开始之扩散长度处的温度梯度。25.如申请专利范围第24项之切克劳斯基拉晶装置,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中挡热板包含一挡热板顶部及一挡热板底部且其中挡热板的位置系藉由改变挡热板底部及坩埚顶部之间的距离来选择。26.如申请专利范围第24项之切克劳斯基拉晶装置,其中挡热板包含一挡热板顶部及一挡热板底部且挡热板之构造可藉由在挡热板底部提供挡热板外罩来选择。27.如申请专利范围第24项之切克劳斯基拉晶装置,其中挡热板外罩包含位在坩埚内的环状挡热板外壳体,其包含内部及外部挡热板外壳体壁、倾斜之挡热板外壳体底板及延伸于内部及外部挡热板外壳体壁之挡热板外壳体顶部,挡热板外壳体内含有绝缘材料。28.如申请专利范围第24项之切克劳斯基拉晶装置,其中倾斜之挡热板外壳体界定一与水平面之角度且挡热板之构造系藉由改变该角度来选择。29.如申请专利范围第24项之切克劳斯基拉晶装置,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中加热器含有一加热器顶部及加热器底部,以及其中加热器之位置系藉由改变坩埚顶部及加热器顶部之间的距离来选择。30.如申请专利范围第24项之切克劳斯基拉晶装置,其中加热器之位置及坩埚之位置可同时相对于外壳而轴向地改变。31.如申请专利范围第24项之切克劳斯基拉晶装置,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中冷却套管含有一冷却套管顶部及冷却套管底部,且其中冷却套管的位置系藉由改变坩埚顶部及冷却套管底部之间的距离来选择。32.如申请专利范围第24项之切克劳斯基拉晶装置,其中热组件含有上部热组件外壳体及下部热组件外壳体,各自充填热吸收材料,且其中热组件之构造系藉由自上部热组件外壳体移除至少部分热吸收材料来选择。33.如申请专利范围第24项之切克劳斯基拉晶装置,其中挡热板之位置、挡热板之结构及加热器之位置中至少一者系经选择以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其至少等于自圆柱形边缘开始之扩散长度处的温度梯度,以及其中冷却套管之结构、坩埚之位置及热组件之构造中至少一组系经选择以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其大于2.5K/毫米。34.如申请专利范围第33项之切克劳斯基拉晶装置,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部以及挡热板包含一挡热板顶部及一挡热板底部,其中加热器含有一加热器顶部及加热器底部,其中挡热板的位置系藉由改变挡热板底部及坩埚顶部之间的距离来选择,其中加热器之位置系藉由改变坩埚顶部及加热器顶部之间的距离来选择,其中挡热板之位置、挡热板之构造及加热器之位置皆经选择以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其大于圆柱形边缘处的温度。35.如申请专利范围第34项之切克劳斯基拉晶装置,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中加热器含有一加热器顶部及加热器底部,其中冷却套管含有一冷却套管顶部及冷却套管底部,其中热组件含有上部热组件外壳体及下部热组件外壳体,各自充填热吸收材料,其中加热器之位置系藉由改变坩埚顶部及加热器顶部之间的距离来选择,其中加热器之位置及坩埚之位置亦可同时相对于外壳而轴向地改变,其中冷却套管的位置系藉由改变坩埚顶部及冷却套管底部之间的距离来选择,其中热组件之构造系藉由自上部热组件外壳体移除至少部分热吸收材料来选择,以及其中冷却套管之构造、坩埚之位置、加热器及坩埚之位置及热组件之构造皆经选择以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其大于2.5K/毫米。36.一种用于生长单结晶矽晶锭的切克劳斯基拉晶装置,包含:一外壳;一位在外壳内的坩埚,供容纳矽熔融物;一位在外壳内的籽晶座,邻接坩埚;一位在外壳内的加热器,环绕坩埚;一界于坩埚及籽晶座之间的挡热板;一界于挡热板及籽晶座之间的冷却套管;以及一用于将籽晶座自坩埚拉起的装置,藉此由矽熔融物中上拉出一单结晶矽晶锭,该单结晶矽晶锭具有一轴及一圆柱状边缘,该矽熔融物及晶锭在二者之间界定一晶锭-熔融物界面;挡热板之位置、挡热板之构造、加热器之位置、冷却套管之构造、坩埚之位置、热组件之构造及应用至加热器之能源中至少一者系经选择以供产生相对于矽熔融物呈平面或凸面的晶锭-熔融物界面。37.如申请专利范围第36项之切克劳斯基拉晶装置,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部以及挡热板包含一挡热板顶部及一挡热板底部,其中挡热板的位置系藉由改变挡热板底部及坩埚顶部之间的距离来选择。38.如申请专利范围第36项之切克劳斯基拉晶装置,其中挡热板包含一挡热板顶部及一挡热板底部,且其中挡热板之构造可藉由在挡热板底部提供挡热板外罩来选择。39.如申请专利范围第38项之切克劳斯基拉晶装置,其中挡热板外罩包含位在坩埚内的环状挡热板外壳体,其包含内部及外部挡热板外壳体壁、倾斜之挡热板外壳体底板及延伸于内部及外部挡热板外壳体壁之挡热板外壳体顶部,挡热板外壳体内含有绝缘材料。40.如申请专利范围第39项之切克劳斯基拉晶装置,其中倾斜之挡热板外壳体界定一与水平面之角度且挡热板之构造系亦藉由改变该角度来选择。41.如申请专利范围第36项之切克劳斯基拉晶装置,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中加热器含有一加热器顶部及加热器底部,以及加热器之位置系藉由改变坩埚顶部及加热器顶部之间的距离来选择。42.如申请专利范围第41项之切克劳斯基拉晶装置,其中加热器之位置及坩埚之位置可同时相对于外壳而轴向地改变。43.如申请专利范围第36项之切克劳斯基拉晶装置,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中冷却套管含有一冷却套管顶部及冷却套管底部,及其中冷却套管的位置系藉由改变坩埚顶部及冷却套管底部之间的距离来选择。44.如申请专利范围第36项之切克劳斯基拉晶装置,其中热组件含有上部热组件外壳体及下部热组件外壳体,各自充填热吸收材料,且其中热组件之构造系藉由自上部热组件外壳体移除至少部分热吸收材料来选择。45.一种改良切克劳斯基拉晶装置以供生长完美单结晶矽晶锭的方法,该矽晶锭不含空穴集聚体及间隙集聚体,该切克劳斯基拉晶装置包含一外壳,一位在外壳内供容纳矽熔融物的坩埚,一位在外壳内邻接坩埚的籽晶座,一位在外壳内环绕坩埚的加热器,一位在外壳内环绕加热器的热组件,一界于坩埚及籽晶座之间的挡热板,一界于挡热板及籽晶座之间的冷却套管;以及一用于将籽晶座自坩埚拉起的装置,藉此由矽熔融物中上拉出一单结晶矽晶锭,该单结晶矽晶锭具有一轴及一圆柱状边缘,该矽熔融物及晶锭在二者之间界定一晶锭-熔融物界面,该改良切克劳斯基拉晶装置以供生长完美单结晶矽晶锭之方法包含下述步骤:选择挡热板之位置、挡热板之构造、加热器之位置、冷却套管之构造、坩埚之位置、热组件之构造及应用至加热器之能源中至少一者系经选择以供在晶锭-熔融物之界面产生一温度梯度,其大于2.5K/毫米晶锭轴且至少等于由晶锭之圆柱形边缘开始之扩散长度处的温度梯度。46.如申请专利范围第45项之方法,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中挡热板包含一挡热板顶部及一挡热板底部,以及其中该选择步骤包含藉由改变挡热板底部及坩埚顶部之间的距离来选择挡热板的位置的步骤。47.如申请专利范围第45项之方法,其中挡热板包含一挡热板顶部及一挡热板底部,且其中该选择步骤包含藉由在挡热板底部提供挡热板外罩来选择挡热板之构造的步骤。48.如申请专利范围第47项之方法,其中挡热板外罩包含位在坩埚内的环状挡热板外壳体,其包含内部及外部挡热板外壳体壁、倾斜之挡热板外壳体底板及延伸于内部及外部挡热板外壳体壁之挡热板外壳体顶部,该挡热板外壳体内含有绝缘材料,其中倾斜之挡热板外壳体界定一与水平面之角度,且其中该选择步骤进一步包含藉由改变该角度来选择挡热板之构造的步骤。49.如申请专利范围第45项之方法,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中加热器含有一加热器顶部及加热器底部,以及其中该选择步骤包含藉由改变坩埚顶部及加热器顶部之间的距离来选择加热器之位置的步骤。50.如申请专利范围第49项之方法,其中该选择步骤进一步包含同时相对于外壳而轴向地改变加热器之位置及坩埚之位置的步骤。51.如申请专利范围第45项之方法,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中冷却套管含有一冷却套管顶部及冷却套管底部,及其中该选择步骤包含藉由改变坩埚顶部及冷却套管底部之间的距离来选择冷却套管的位置的步骤。52.如申请专利范围第45项之方法,其中热组件含有上部热组件外壳体及下部热组件外壳体,各自充填热吸收材料,且其中该选择步骤包含藉由自上部热组件外壳体移除至少部分热吸收材料来选择热组件之构造的步骤。53.如申请专利范围第45项之方法,其中该选择步骤包含下述步骤:首先,选择挡热板之位置、挡热板之结构及加热器之位置中至少一者以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其至少等于自圆柱形边缘开始之扩散长度处的温度梯度;以及接着,选择冷却套管之结构、坩埚之位置及热组件之构造中至少一组以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其大于2.5K/毫米。54.如申请专利范围第53项之方法,其中该坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中该挡热板包含一挡热板顶部及一挡热板底部,其中加热器含有一加热器顶部及加热器底部,其中挡热板的位置系藉由改变挡热板底部及坩埚顶部之间的距离来选择,其中挡热板之构造系藉由在挡热板底部提供挡热板外罩来选择,以及其中加热器之位置系藉由改变坩埚顶部及加热器顶部之间的距离来选择;以及其中首先选择之步骤包含选择挡热板之位置、挡热板之构造及加热器之位置皆经选择以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其大于圆柱形边缘处的温度梯度的步骤。55.如申请专利范围第54项之方法,其中该坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中加热器含有一加热器顶部及加热器底部,其中冷却套管含有一冷却套管顶部及冷却套管底部热组件含有上部热组件外壳体及下部热组件外壳体,其中各自充填热吸收材料加热器之位置系藉由改变坩埚顶部及加热器顶部之间的距离来选择,其中加热器之位置及坩埚之位置系同时相对于外壳而轴向地改变,其中冷却套管的位置系藉由改变坩埚顶部及冷却套管底部之间的距离来选择,其中热组件之构造系藉由自上部热组件外壳体移除至少部分热吸收材料来选择的步骤;以及其中接着选择之步骤包含冷却套管之构造、坩埚之位置、加热器及坩埚之位置及热组件之构造皆经选择以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其大于2.5K/毫米。56.一种改良切克劳斯基拉晶装置以供生长完美单结晶矽晶锭的方法,该矽晶锭不含空穴集聚体及间隙集聚体,该切克劳斯基拉晶装置包含一外壳,一位在外壳内供容纳矽熔融物的坩埚,一位在外壳内邻接坩埚的籽晶座,一位在外壳内环绕坩埚的加热器,一位在外壳内环绕加热器的热组件,一界于坩埚及籽晶座之间的挡热板,一界于挡热板及籽晶座之间的冷却套管;以及一用于将籽晶座自坩埚拉起的装置,藉此由矽熔融物中上拉出一单结晶矽晶锭,该单结晶矽晶锭具有一轴及一圆柱状边缘,该矽熔融物及晶锭在二者之间界定一晶锭-熔融物界面,该改良切克劳斯基拉晶装置以供生长完美单结晶矽晶锭之方法包含下述步骤:选择挡热板之位置、挡热板之构造、加热器之位置、冷却套管之构造、坩埚之位置、热组件之构造及应用至加热器之能源中至少一者以供产生相对于矽熔融物呈平面或凸面的晶锭-熔融物界面。57.如申请专利范围第56项之方法,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中挡热板包含一挡热板顶部及一挡热板底部,以及其中该选择步骤包含藉由改变挡热板底部及坩埚顶部之间的距离来选择挡热板的位置的步骤。58.如申请专利范围第56项之方法,其中挡热板包含一挡热板顶部及一挡热板底部,且其中该选择步骤包含藉由在挡热板底部提供挡热板外罩来选择挡热板之构造的步骤。59.如申请专利范围第56项之方法,其中挡热板外罩包含位在坩埚内的环状挡热板外壳体,其包含内部及外部挡热板外壳体壁、倾斜之挡热板外壳体底板及延伸于内部及外部挡热板外壳体壁之挡热板外壳体顶部,该挡热板外壳体内含有绝缘材料,其中倾斜之挡热板外壳体界定一与水平面之角度,且其中该选择步骤进一步包含藉由改变该角度来选择挡热板之构造的步骤。60.如申请专利范围第56项之方法,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中加热器含有一加热器顶部及加热器底部,以及其中该选择步骤包含藉由改变坩埚顶部及加热器顶部之间的距离来选择加热器之位置的步骤。61.如申请专利范围第60项之方法,其中该选择步骤进一步包含同时相对于外壳而轴向地改变加热器之位置及坩埚之位置的步骤。62.如申请专利范围第56项之方法,其中坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中冷却套管含有一冷却套管顶部及冷却套管底部,及其中该选择步骤包含藉由改变坩埚顶部及冷却套管底部之间的距离来选择冷却套管的位置的步骤。63.如申请专利范围第56项之方法,其中热组件含有上部热组件外壳体及下部热组件外壳体,各自充填热吸收材料,且其中该选择步骤包含藉由自上部热组件外壳体移除至少部分热吸收材料来选择热组件之构造的步骤。64.如申请专利范围第56项之方法,其中该选择步骤包含下述步骤:首先,选择挡热板之位置、挡热板之结构及加热器之位置中至少一者以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其至少等于自圆柱形边缘开始之扩散长度处的温度梯度;以及接着,选择冷却套管之结构、坩埚之位置及热组件之构造中至少一组以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其大于2.5K/毫米。65.如申请专利范围第64项之方法,其中该坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中该挡热板包含一挡热板顶部及一挡热板底部,其中加热器含有一加热器顶部及加热器底部,其中挡热板的位置系藉由改变挡热板底部及坩埚顶部之间的距离来选择,其中挡热板之构造系藉由在挡热板底部提供挡热板外罩来选择,以及其中加热器之位置系藉由改变坩埚顶部及加热器顶部之间的距离来选择;以及其中首先选择之步骤包含选择挡热板之位置、挡热板之构造及加热器之位置皆经选择以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其大于圆柱形边缘处的温度梯度的步骤。66.如申请专利范围第65项之方法,其中该坩埚包含一坩埚顶部及一坩埚底部,其中加热器含有一加热器顶部及加热器底部,其中冷却套管含有一冷却套管顶部及冷却套管底部热组件含有上部热组件外壳体及下部热组件外壳体,其中各自充填热吸收材料加热器之位置系藉由改变坩埚顶部及加热器顶部之间的距离来选择,其中加热器之位置及坩埚之位置系同时相对于外壳而轴向地改变,其中冷却套管的位置系藉由改变坩埚顶部及冷却套管底部之间的距离来选择,其中热组件之构造系藉由自上部热组件外壳体移除至少部分热吸收材料来选择的步骤;以及其中接着选择之步骤包含冷却套管之构造、坩埚之位置、加热器及坩埚之位置及热组件之构造皆经选择以供在晶锭-熔融物界面处、在晶锭轴处产生一温度梯度,其大于2.5K/毫米。图式简单说明:第1图为用于生长单结晶矽晶锭之切克劳斯基拉晶装置的概要图;第2图系图示说明Vronokov的理论;第3A-3E图说明晶圆制造之概要,该晶圆在中心处具有富含空穴之区域及界于富含空穴之区域及晶圆边缘之间的纯质区域;第4A-4E图说明晶圆制造之概要,该晶圆不含集聚体;第5图说明根据本发明之经改良的切克劳斯基拉晶装置及改良方法;第6图图示说明为距离之函数的习知径向温度梯度与根据本发明为距离之函数的径向温度梯度之间的比较;第7图图示说明根据本发明,在为挡热板底部及坩埚顶部之间距离的函数之温度梯度的改变中观察到的趋势;第8图图示说明根据本发明,在为坩埚顶部及加热器顶部之间距离的函数之温度梯度的改变中观察到的趋势;第9图图示说明根据本发明,在为坩埚及外壳之间距离的函数之温度梯度的改变中观察到的趋势;第10图图示说明根据本发明,在为坩埚顶部及冷却套管底部之间距离的函数之温度梯度的改变中观察到的趋势;第11图图示说明根据本发明,在为自上部热组件外壳体移除之热吸收材料量之函数的温度梯度的改变中观察到的趋势;第12图为流程图,说明根据本发明组合地改变参数的步骤;第13图为第5图之挡热板的放大图;第14A-14D图为根据本发明之挡热板的具体实施例的局部透视图。
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