[发明专利]一种偏晶向重掺单晶的拉制方法

说明书

技术领域

本发明属于硅单晶的生产技术领域，尤其是涉及一种偏晶向重掺单晶的拉制方法。

背景技术

单晶生长时，由于固液界面温度梯度的变化及杂质在单晶内的分凝，导致硅片上各点电阻率存在偏差，产生径向电阻率温度梯度，影响单晶的径向电阻率均匀性（RRV），从而使产品性能不够理想。同时，由于扩散层中掺杂剂的浓度比固相和液相中掺杂剂的浓度高，一旦发生温度波动，很容易因为应力过大产生位错而导致断苞。一般情况下，<111>径向重掺单晶的RRV为20%-25%，因此，在重掺单晶的生产中，如何提高重掺单晶的径向电阻率均匀性，即如何降低RRV仍然有研究与改进的空间。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种偏晶向重掺单晶的拉制方法，尤其适合用于降低N型<111>单晶的RRV。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种偏晶向重掺单晶的拉制方法，包括装料、装入偏晶向籽晶、抽空、化料、掺杂、稳温、引晶、扩肩、转肩、等径和收尾等过程，其特征在于，使用偏晶向籽晶拉制重掺单晶。

进一步，所述偏晶向籽晶的制备方法包括以下步骤，

（1）原料单晶的定位：选取所述原料单晶的头部，选取任意棱线，沿顺时针方向选取离棱线最近的<110>面作为主参考面；

（2）在所述原料单晶端面上，平行于所述主参考面的方向为X方向，垂直于所述主参考面的方向为Y方向；

（3）切割加工所述原料单晶，使所述主参考面偏离度小于10′，X方向偏离1°-4°，Y方向偏离度小于30′，切割加工后制成所述偏晶向籽晶。

进一步，所述重掺单晶为N型<111>单晶。

进一步，所述重掺单晶为4-6寸<111>重掺磷单晶。

进一步，所述重掺单晶为4-6寸<111>重掺砷单晶。

上述技术方案利用简单的方法有效降低了偏晶向重掺单晶的RRV，提高了其径向电阻率均匀性。

附图说明

图1是各实施例中原料单晶的定向示意图

图中：

1、主参考面   2、X方向   3、Y方向

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种偏晶向重掺单晶的拉制方法，包括装料、装入偏晶向籽晶、抽空、化料、掺杂、稳温、引晶、扩肩、转肩、等径和收尾等过程，上述拉制方法使用偏晶向籽晶拉制重掺单晶。

偏晶向籽晶的制备方法包括以下步骤：

（1）原料单晶的定位：如图1所示，选取所述原料单晶的头部，选取任意棱线，沿顺时针方向选取离棱线最近的<110>面作为主参考面1；

（2）如图1所示，在所述原料单晶端面上，平行于所述主参考面1的方向为X方向2，垂直于所述主参考面1的方向为Y方向3；

（3）切割加工所述原料单晶，使所述主参考面1偏离度小于10′，X方向2偏离2°，Y方向3偏离度小于30′，切割加工后制成所述偏晶向籽晶。

使用以上所述方法拉制4寸<111>重掺磷单晶，制备过程如下：

（1）开炉前对设备的对中及水平进行校准，避免偏差过大影响成晶，单晶炉型号为KAYEX—CG6000；

（2）清扫单晶炉：要求热系统无黄色挥发物，保证热系统的清洁度；

（3）装化料：依次装入石英坩埚和多晶料，并装入偏晶向籽晶，抽空检漏合格后开始化料；

（4）化料结束后进行掺磷操作，掺杂温度略高于引晶温度；

（5）进行拉晶操作。

本实施例制得的4寸<111>重掺磷单晶RRV为10%，与正晶向籽晶拉制的重掺磷单晶（RRV为20%-25%）相比，RRV有所降低，即晶向电阻率均匀性有所提高。上述重掺磷单晶RRV的测试方法为5点测试法，即取重掺磷单晶的中心点，且分别沿中心点的上、下、左、右四个方向距单晶边缘6mm处各取一点为边缘点，测定以上5点的电阻率，RRV=（边缘点最大电阻率-中心点电阻率）/中心点电阻率。

实施例2：

本实施例提供一种偏晶向重掺单晶的拉制方法，包括装料、装入偏晶向籽晶、抽空、化料、掺杂、稳温、引晶、扩肩、转肩、等径和收尾等过程，上述拉制方法使用偏晶向籽晶拉制重掺单晶。

偏晶向籽晶的制备方法包括以下步骤：

（1）原料单晶的定位：如图1所示，选取所述原料单晶的头部，选取任意棱线，沿顺时针方向选取离棱线最近的<110>面作为主参考面1；