水冷系统对直拉法生长大直径硅单晶拉速的影响

作者：李明智

来源：半导体技术, 2021, 46(04): 305-309.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2021.04.009

• 硅单晶生长
• 水冷系统
• 固液界面
• 晶体生长
• 温度梯度

在直拉法生长大直径硅单晶过程中,单晶炉内的温度梯度直接影响单晶生长的质量。分析了炉体内添加水冷板后循环水流速对系统固相温度梯度的影响。研究发现在不影响单晶炉内固液界面处熔体表面温度的前提下,增大固液界面处固相温度梯度可有效提高晶体生长速率。但若冷却水流速过大,熔体可能生成新的不规则结晶核,凝固在晶体界面导致晶变。当单晶炉体内放置水冷板时,改变水冷板水流速大小可调整系统的温度梯度。通过仿真得出当循环水温度为296.15 K时,生长14英寸(1英寸=2.54 cm)硅单晶最适水流速约为55 L/min。经过对比实验得出,在晶体生长的过程中,炉体内加水冷板后的晶体生长速率逐渐高于未加水冷板的,最大生长增速约为9%。

• 单位
  中国电子科技集团公司第四十六研究所