[发明专利]一种掺杂的铸造多晶硅及制备方法

权利要求书

1.一种掺杂的方向凝固铸造多晶硅，其含有任选自III族和V族元素中的至少一种元素的掺杂剂，其特征是，还掺杂有浓度为0.25～4*10¹⁷cm^-3的碳，0.1～12*10¹⁶cm^-3的氮；0.5～20*10¹⁷cm^-3的氧，0.2*10¹⁶～1*10²⁰cm^-3的锗。

2.根据1，其特征为，掺杂杂质浓度按以下一组杂质含量范围中的至少一种进一步优选：氮1.5～4.5*10¹⁵cm^-3；碳0.5～2.5*10¹⁷cm^-3；氧1～10*10¹⁷cm^-3和锗1～50*10¹⁶cm^-3。

3.根据1，其特征为，还含有氢。

4.生产权利要求1～3的多晶硅的方法，包含有步骤：

在包含有石墨加热器的方向凝固铸造装置中，使用其内壁涂有含氮脱离涂层的石英坩埚熔化添加有适量锗的硅原料，任选添加含氮的原料，任选添加含碳的原料，任选添加含氧的原料，任选提供含氮元素的气氛，任选提供含碳元素的气氛，任选提供含氧元素的气氛，冷却熔化的原料使其作方向凝固，获得本发明的掺杂的铸造多晶硅。

5.生产权利要求1～3的多晶硅的方法，包含有步骤：

将单晶硅或多晶硅块以至少覆盖部分坩埚底部的方式铺于坩埚底部，作为籽晶；将掺有至少部分所述的目标掺杂杂质的多晶硅原料置于籽晶上；

提供温度垂直分布的热场，加热熔化坩埚内的多晶硅原料和籽晶的上部分，同时保持籽晶的下部分的固态不变；

冷却所述的坩埚内的熔体，使熔体自籽晶固态和熔硅交界的部位向上作方向凝固，获得本发明的掺杂的铸造多晶硅。

6.生产权利要求1～3的多晶硅的方法，包含有步骤；

提供底壁包含有向下凸出的籽晶容纳部位的坩埚，将籽晶置于该籽晶容纳部位，将掺有至少部分所述的目标掺杂杂质的原料多晶硅置于籽晶上；

提供温度垂直分布的热场，加热熔化原料多晶硅和籽晶的上部分，同时保持籽晶下部分的固态不变；冷却所述的坩埚内的熔体，使熔体自籽晶固态和熔硅交界的部位向上作方向凝固，获得本发明的掺杂的铸造多晶硅。

7.生产权利要求1～3的多晶硅的方法，包含有步骤：

提供底壁包含有向下凸出的选晶器部位的坩埚，将掺有至少部分所述的目标掺杂杂质的原料多晶硅置于包括选晶器部位腔体在内的坩埚内；

提供温度垂直分布的热场，加热熔化原料多晶硅；冷却所述的坩埚内的熔体，使熔体从坩埚底部选晶器部位开始自下向上作方向凝固，获得本发明的掺杂的铸造多晶硅。

8.一种半导体元件，包括但不限于二极管晶元、晶闸管晶元、光电池片，其特征是，其包含有权利要求1～3所述的多晶硅，和由该多晶硅形成的p-n结。

9.一种半导体器件，包括但不限于二极管、三极管、晶闸管、光电池，其特征是包含有权利要求1～3所述的多晶硅。

10.根据权利要求1～3的多晶硅用于制作包含p-n结的包括但不限于晶体或晶片、二极管、晶闸管、光电池片或光电池的半导体元件、器件的用途。