[发明专利]一种大直径无双棱线单晶硅的提拉生长方法有效

专利信息
申请号: 201710545714.4 申请日: 2017-07-06
公开(公告)号: CN107268080B 公开(公告)日: 2019-08-02
发明(设计)人: 马野;秦朗;李昀珺;何翠翠;方华 申请(专利权)人: 锦州神工半导体股份有限公司
主分类号: C30B29/06 分类号: C30B29/06;C30B15/00
代理公司: 北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙) 11369 代理人: 周明飞
地址: 121001 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 直径 无双 棱线 单晶硅 生长 方法
【权利要求书】:

1.一种大直径无双棱线单晶硅的提拉生长方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:将硅晶体原料加入到坩埚中熔化,形成稳定流动的熔体;

步骤2:将籽晶自熔体表面上方缓慢下降,将籽晶末端浸入熔体液面以下21-25mm处,并在25-35mm距离内反复升降,进行洗晶洗晶处理;

步骤3:将洗晶处理后的籽晶移动至熔体中,旋转籽晶,同时向上提拉籽晶,重复8-12次后完成引晶;

步骤4:引晶后,采用向上旋转提拉对晶体生长进行放肩控制,控制所述晶体的自转速度为8-9rpm,并对晶体的生长速度进行控制:

当晶体长度0<l≤10mm时,晶体的初始生长速度为27-33mm/h;

当晶体长度10<l≤70mm时,晶体的生长速度为30-36mm/h;

当晶体长度70<l≤100mm时,晶体的生长速度为28-34mm/h;

当晶体长度100<l≤130mm时,晶体的生长速度为19-26mm/h;

当晶体长度130<l≤170mm时,晶体的生长速度为18-22mm/h;

步骤5:晶体开始等径生长,当晶体质量达到一定数值并且不再增加后,增大提拉速度,使晶体与坩埚完全脱离。

2.如权利要求1所述的大直径无双棱线单晶硅的提拉生长方法,其特征在于,所述步骤4中的晶体在自转的同时坩埚也在旋转,所述坩埚的转速为8-9rpm,旋转方向与晶体自转方向相反。

3.如权利要求1所述的大直径无双棱线单晶硅的提拉生长方法,其特征在于,所述步骤4中的晶体的提拉速度为0.4-7mm/h。

4.如权利要求1所述的大直径无双棱线单晶硅的提拉生长方法,其特征在于,所述步骤3中的籽晶的提拉速度为60-70mm/h。

5.如权利要求1所述的大直径无双棱线单晶硅的提拉生长方法,其特征在于,还需要进行抽真空处理,并通入氩气,所述氩气的流量为25-30slpm。

6.如权利要求1所述的大直径无双棱线单晶硅的提拉生长方法,其特征在于,在所述步骤3-5中,所述坩埚内熔体的温度为1350-1400℃。

7.如权利要求1所述的大直径无双棱线单晶硅的提拉生长方法,其特征在于,所述步骤5中的等径生长的晶体生长速度为30-36mm/h,旋转速度为8-9rpm。

8.如权利要求1所述的大直径无双棱线单晶硅的提拉生长方法,其特征在于,在步骤5之后,缓慢降低炉内温度,先调节功率下降速度为45-55W/h;当炉内温度降至800℃时,再次调节功率下降速度为75-85W/h;当炉内温度降至400℃时,调节功率下降速度为110-130W/h,直至功率降为零;最后保温24-36h后开炉取出晶体。

9.如权利要求1所述的大直径无双棱线单晶硅的提拉生长方法,其特征在于,所述步骤1还包括将高纯多晶硅原料装入单晶炉内,经过精确定向的籽晶装在籽晶夹上,调节冷却水流量,控制出水温度,籽晶直径为15-25mm。

10.如权利要求9所述的大直径无双棱线单晶硅的提拉生长方法,其特征在于,多晶硅原料装炉之后,以150-350℃/h的升温速率加热,当温度达到1460℃时,停止加热;保温3-5小时后,以15-25℃/h的降温速率降温至1410℃,观察熔体液面状态,当熔体内冷心位置与坩埚几何中心相对偏差小于10-20mm时开始进行洗晶处理。

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