[发明专利]一种直拉法制备单晶硅的加工工艺

权利要求书

1.一种直拉法制备单晶硅的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)加料：将单晶硅原料及纯硼放入石英坩埚内；

2)融化：关闭长晶炉，并抽成真空0.01mbar后，充入氮气，氮气的纯度为 97％以上，氮气压力为 0.05-0.25MPa, 氮气流量 70-110L/min，然后，打开石墨加热器电源，加热至熔化温度 1420℃以上，将单晶硅原料及纯硼熔化，并搅拌均匀；

3)缩颈生长：当硅熔体的温度稳定到一定温度后，将籽晶浸入硅熔体中，将籽晶以一定的拉速进行提升，使籽晶的直径缩小到 3-7mm；

4)放肩生长：完成缩颈生长后，降低坩埚温度与拉速，调整坩埚转速和晶体转速，使晶体增大到所需的直径；

5)等径生长：完成放肩生长后，调整坩埚温度、拉速、坩埚转速和晶体转速，使晶棒直径维持在正负 2mm 之间；所形成的直径固定的部分即称为等径部分，单晶硅片取自于等径部分；

6)尾部生长：完成等径生长后，提高坩埚温度、拉速，将晶棒的直径缩小到成一尖点，且与液面分开；将完成尾部生长的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出，即完成一次生长周期。

2.根据权利要求1所述的一种直拉法制备单晶硅的加工工艺，其特征在于：所述步骤1中的纯硼与单晶硅原料的质量比为5%-15%。

3.根据权利要求1所述的一种直拉法制备单晶硅的加工工艺，其特征在于：所述步骤2中搅拌的速率为1200r/min，搅拌时间为30s。

4.根据权利要求1所述的一种直拉法制备单晶硅的加工工艺，其特征在于：所述步骤3中的坩埚温度为1420-1600℃，拉速为2.5-3.5mm/min。

5.根据权利要求1所述的一种直拉法制备单晶硅的加工工艺，其特征在于：所述步骤4中的坩埚温度为900-1100℃，拉速为0.5-1.0mm/min，坩埚转速为5-11rpm,晶体转速为7-11rpm。

6.根据权利要求1所述的一种直拉法制备单晶硅的加工工艺，其特征在于：所述步骤5中的坩埚温度为1200-1400℃，拉速为1.1-1.5mm/min，坩埚转速为3-8rpm,晶体转速为5-9rpm。

7.根据权利要求1所述的一种直拉法制备单晶硅的加工工艺，其特征在于：所述步骤6中的坩埚温度为1400-1600℃，拉速为3.0-4.0mm/min。