一种VGF法生长单晶的循环水温控装置及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112176397A(43)申请公布日2021.01.05(21)申请号202011139757.0(22)申请日2020.10.22(71)申请人云南鑫耀半导体材料有限公司地址650000云南省昆明市高新区电子工业标准厂房A栋1楼(72)发明人陈娅君刘汉保普世坤柳廷龙叶晓达柳廷芳黄平吕春富张春珊王顺金陈维迪(74)专利代理机构昆明祥和知识产权代理有限公司53114代理人董昆生(51)Int.Cl.C30B11/00(2006.01)C30B29/40(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种VGF法生长单晶的循环水温控装置及应用(57)摘要本发明涉及一种VGF法生长单晶的循环水温控装置及应用，属于半导体材料技术领域，包括单晶炉、循环水系统，所述循环水系统包括循环水箱、主管道、支路管道，循环水依次经主管道、支路管道至单晶炉，经过单晶炉后再依次经支路管道、主管道流回循环水箱，所述单晶炉进水管道上设置有循环水流量调节阀和温控装置，单晶炉出水管道上设置有测温装置，本发明结构可根据上轮的晶体生长结果对下一轮的温场进行微幅度修正，该发明具有降低生产成本、提高单晶率、弥补温场缺陷等作用。CN112176397ACN112176397A权利要求书1/1页1.一种VGF法生长单晶的循环水温控装置，包括单晶炉、循环水系统，其特征在于，所述循环水系统包括循环水箱、主管道、支路管道，循环水依次经主管道、支路管道至单晶炉，经过单晶炉后再依次经支路管道、主管道流回循环水箱，所述单晶炉进水管道上设置有循环水流量调节阀和温控装置，单晶炉出水管道上设置有测温装置。2.根据权利要求1所述的一种VGF法生长单晶的循环水温控装置，其特征在于，还包括计算机，由温控装置和测温装置检测到的温度信号传输至计算机上，通过计算机监控单晶炉的进出水管道温度，并分析出适宜单晶生长的温度调控区间。3.如权利要求1或2所述的一种VGF法生长单晶的循环水温控装置在制备lnP过程中的温控方法，其特征在于，包括以下内容：（1）晶体处于加热化料阶段时，提高单晶炉进水温度至循环水沸点温度；（2）晶体处于降温生长阶段时，降低单晶炉进水温度至28℃-36℃；（3）晶体处于大降温阶段时，降低进水温度至15℃±5℃。4.如权利要求1或2所述的一种VGF法生长单晶的循环水温控装置在单晶生长过程中判断不同单晶炉合适循环水温的应用，其特征在于，所述晶体为lnP，晶体处于降温生长阶段时，包括以下步骤：（1）在保证备料、装炉以及生长条件一致的条件下，每个炉体进行至少六轮的循环水温度条件测试，单晶炉进水温度区间为26℃-38℃;（2）统计不同进出水温度条件下的晶体测试结果，当单轮晶体生长的长度＞60mm或者连续3轮生长的长度＞40mm的晶体生长列入合格标准，该合格标准下的循环水温度范围列入适合该炉体的循环水温度备选温度条件；（3）使用备选的循环水温度条件下进行第七轮实验，若晶体生长的长度达到合格标准，则该温度范围为该炉体适宜的温度范围，若晶体生长不合格，则继续验证其他范围的循环水温度。5.根据权利要求4所述的判断不同单晶炉合适循环水温的应用，其特征在于，所述步骤（1）中，每轮测试的温度区间差为2℃，单晶炉进水温度区间为28℃-36℃。2CN112176397A说明书1/6页一种VGF法生长单晶的循环水温控装置及应用技术领域[0001]本发明涉及一种VGF法生长单晶的循环水温控装置及应用，属于半导体材料技术领域。背景技术[0002]随着半导体材料在电子电力、微波射频以及光电子等方向的广泛应用，晶体生长技术成为半导体材料制备的关键，其中LEC法和VGF法成为目前生长单晶的主要方法，其中LEC法可实时观测晶体的生长过程，但是其轴向温度梯度较大，生长的单晶位错密度较高；而VGF法虽然无法实时观测晶体生长的过程，其轴向温度梯度相对较小，生长的晶体位错密度较低，而实际的生产过程中可能由于循环水温的温度过低导致晶体生长的纵向温度梯度大进而导致晶体内部密集，或者，循环水温的温度过高导致晶体生长的纵向温度低进而导致晶体容易出现花晶或栾晶的现象，因此合理把控循环水的进出水温度对提高单晶的质量具有重要意义。[0003]目前利用VGF法生长单晶对单晶的影响因素比较多，比如：不同炉子的保温棉的紧实程度、炉膛内填充的石英砂的粗细程度、控温TC的温度设定、籽晶的质量以及循环水等均会对单晶的品质有较大的影响，然而，每个炉子内填充的保温棉的紧实程度存在的细微差异以及每个炉子内填充的石英砂的多少以及均匀程度是人为很难控制成统一规范的。发明内容[0004]本发明主要的目的是提供一种VGF法生长单晶的循环水温控装置及应用，以解决背景技术中存在的问题