| 主权项 |
1.一种与根据捷可拉斯基(Czochralski)方法使单晶锭成长之晶体成长装置结合使用之方法,该晶体成长装置具有一包含长出晶锭之半导体熔体之加热坩埚,该晶锭系在自熔体拉出之晶种上成长,该方法包括下列步骤:定义代表熔体之温度响应供应至加热器以加热熔体之功率变化而变化之温度模型;在标的速率下自熔体拉引晶锭,该标的速率实质上系依循一预定速度分布;产生代表在晶锭之标的直径与晶锭之测量直径之间之误差的信号;对此误差信号进行比例-积分-微分(PID)控制,及产生成其函数之温度设定点,该温度设定点系代表熔体之标的温度;由温度模型成由PID控制所产生之温度设定点之函数,决定供应至加热器之功率的功率设定点;及对加热器施加一功率之脉冲,且根据功率设定点调整供应至加热器之功率,因而改变熔体之温度,而控制晶锭之直径。2.如申请专利范围第1项之方法,该功率脉冲具有一预定期间及大于直接对应于温度设定点之稳态値之幅度。3.如申请专利范围第2项之方法,其中该决定功率设定点之步骤包括利用下式计算功率输出:其中P1为电流功率,P0为起始功率,G系自温度单位至仟瓦的转换,k系功率脉冲之幅度,Tn系在时间t=n之温度设定点,Tn-m系在时间t=n-m之温度设定点,及m代表功率脉冲之期间。4.如申请专利范围第1项之方法,其中该由温度模型决定功率设定点之步骤包括定义温度模型之输入,该温度模型之输入包括其后跟着稳态部分之一脉冲部分。5.如申请专利范围第4项之方法,其中该温度模型之输入之脉冲部分具有大于直接对应于温度设定点之稳态値之幅度。6.如申请专利范围第4项之方法,其中该温度模型之输入之脉冲部分具有由下式所定义之期间:t=-*1n(1-1/k)其中系定义温度模型之指数函数的时间常数,及k代表温度模型之输入之脉冲部分的幅度。7.如申请专利范围第1项之方法,其中该定义温度模型之步骤包括定义延迟期间、增益及一次滞后函数响应。8.如申请专利范围第7项之方法,其中该定义温度模型之步骤包括利用如下之时间之指数函数定义一次滞后函数响应:f(t)=k*(1-exp(-(t-td)/))其中td系发生在一次滞后函数响应之前的延迟期间,系函数之时间常数,及k代表温度模型之功率输入之幅度。9.如申请专利范围第1项之方法,其更包括改变晶锭自熔体拉出之速率以控制晶锭直径之步骤,该改变拉引速率之步骤系发生在晶锭之第一部分的成长期间中,及该在实质上依循预定速度分布之标的速率下拉引晶锭之步骤系发生在晶锭之第二部分的成长期间中。10.一种与根据捷可拉斯基方法使单晶锭成长之晶体成长装置结合使用之装置,该晶体成长装置具有一包含长出晶锭之半导体熔体之加热坩埚,该晶锭系在自熔体拉出之晶种上成长,该装置包括:一预定的速度分布,该晶锭系在实质上依循此速度分布之标的速率下自熔体拉出;一产生温度设定点成在晶锭之标的直径与晶锭之测量直径之间之误差之函数的比例-积分-微分(PID)控制,该温度设定点系代表熔体之标的温度;一代表熔体温度之变化响应供应至加热器以加热熔体之功率之变化的温度模型,该温度模型决定供应至加热器之功率的功率设定点成由PID控制所产生之温度设定点之函数;一用于加热熔体之加热器;及一响应功率设定点而施加一功率之脉冲于加热器上,以调整施加至加热器之功率,因而改变熔体之温度而控制晶锭之直径的电源。图式简单说明:图1系晶体成长装置及用于控制晶体成长装置之根据本发明之装置之说明。图2系包括具有可程式化逻辑控制器(PLC)之控制单元之图1之装置的方块图。图3系说明用于校准图1之装置之控制单元之操作的流程图。图4系利用图1之装置拉出具有降低数目及浓度之固有点瑕疵之晶锭之速度分布。图5系操作来计算修正设定点之图1之装置的方块图。图6A及6B系说明用于计算校正因子之图2之PLC之操作的流程图。图7.8.及9系说明根据先前技艺控制晶体成长制程之方块图。图10系说明根据本发明之一较佳具体实例控制晶体成长制程之方块图。图11系用于图7-9之控制之范例的温度响应模型。图12系用于图10之控制之范例的温度响应模型。图13系说明根据图1之装置利用主动及锁定拉引速率之直径表现的范例图。 |
