[发明专利]用于制造包括多个竖向结的单块硅晶圆的方法

权利要求书

1.一种用于制造具有竖向多结(2)的单块硅晶圆(10)的方法，所述竖向多结(2)呈现n掺杂区和p掺杂区的交替，所述方法至少包括以下步骤：

i)提供液浴(100)，所述液浴(100)包含硅、至少一种n型掺杂剂和至少一种p型掺杂剂；

ii)通过改变对流-扩散参数以使n掺杂硅层(101)和p掺杂硅层(102)的生长交替，以在方向(I)上定向地凝固所述硅；以及

iii)平行于所述方向(I)，切割在所述步骤ii)完成时所获得的多层结构的薄片(104)，从而获得预期的所述晶圆(10)，

其中，所述步骤ii)包括：在n掺杂硅层(101)和p掺杂硅层(102)的生长之间，生长中间层(103)，所述中间层(103)呈现大于或等于80Ω·m的电阻率，并且所述中间层(103)在切割平面上呈现从50μm到5mm的宽度(L₃)。

2.如权利要求1所述的方法，其中，利用拉晶法来进行凝固所述硅的所述步骤ii)。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述p型掺杂剂选自硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、锌(Zn)及其混合物。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述p型掺杂剂为硼。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述n型掺杂剂选自磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、锡(Sn)及其混合物。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述n型掺杂剂为锑。

7.如权利要求1所述的方法，其中，借助所述硅的凝固速率的变化来进行步骤ii)中的所述对流-扩散参数的变化。

8.如权利要求7所述的方法，其中，通过至少在有利于所述n掺杂硅的生长的值V₁和有利于所述p掺杂硅的生长的值V₂之间改变所述硅的凝固速率来进行所述步骤ii)。

9.如权利要求7所述的方法，其中，利用拉晶法进行步骤ii)中的所述硅的凝固，借助拉晶速度的控制来调整所述硅的所述凝固速率。

10.如权利要求1所述的方法，其中，通过根据循环V₁-V₃-V₂-V₃-的重复改变所述硅的所述凝固速率来进行所述步骤ii)，V₁是有利于所述n掺杂硅的生长的速率，V₂是有利于所述p掺杂硅的生长的速率，以及V₃是有利于所述中间层的生长的速率且为V₁和V₂之间的中间值。

11.如权利要求1所述的方法，其中，借助所述液浴的搅动程度的变化来进行步骤ii)中的所述对流-扩散参数的变化。

12.如权利要求11所述的方法，其中，通过至少在有利于所述n掺杂硅的生长的值B₁和有利于所述p掺杂硅的生长的值B₂之间改变所述液浴的所述搅动程度来进行所述步骤ii)。

13.如权利要求11所述的方法，其中，使用搅动系统调整所述液浴的所述搅动程度。

14.如权利要求13所述的方法，其中，通过使用交变磁场的切克劳斯基型拉晶法中晶体和/或坩埚的强制旋转，旋转或滑动机械叶片、螺旋桨或圆盘，来调整所述液浴的所述搅动程度。

15.如权利要求1所述的方法，其中，调整在步骤ii)中对于所述n掺杂硅和所述p掺杂硅的凝固的各自的时间，使得在所述步骤ii)完成时所形成的所述n掺杂层(101)和所述p掺杂层(102)彼此独立地呈现至少2mm的厚度。

16.如权利要求1所述的方法，其中，调整在步骤ii)中对于所述n掺杂硅和所述p掺杂硅的凝固的各自的时间，使得在所述步骤ii)完成时所形成的所述n掺杂层(101)和所述p掺杂层(102)彼此独立地呈现从2mm到10cm的厚度。

17.如权利要求1所述的方法，其中，调整在步骤ii)中对于所述n掺杂硅和所述p掺杂硅的凝固的各自的时间，使得在所述步骤ii)完成时所形成的所述n掺杂层(101)和所述p掺杂层(102)彼此独立地呈现从5mm到5cm的厚度。