[发明专利]区熔硅单晶收尾方法和拉制方法

说明书

本申请涉及一种区熔硅单晶收尾方法和拉制方法，其中收尾方法包括：在当前生长单晶体的工艺达到结束等径生长并开启收尾的条件时，关闭等径生长操作，控制拉制单晶体的区熔单晶炉的上轴和下轴停止下降，并降低功率；在单晶固液交界面开始收缩时，控制下轴开启下降，并在单晶收尾腰开始变细时，控制上轴开启下降，并继续降低功率预设时间；反复执行上述操作，直至达到预设条件后，控制上轴开始上升，并在单晶固液交界面的直径缩小至第一预设数值时，将多晶原料与单晶体分离。其相较于相关技术中的慢收尾方式，既可以有效解决单晶位错的问题，同时还可以有效降低生产成本，提高单晶的成品率。

技术领域

本公开涉及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种区熔硅单晶收尾方法和拉制方法。

背景技术

区熔法生产单晶硅是区别于直拉法的一种单晶生长方法，它利用高频感应线圈将高纯的多晶料加热融化，产生的熔区依靠熔硅的表面张力和加热线圈提供的磁托浮力处于悬浮状态，然后利用籽晶熔接多晶棒料经过晶体生长及收尾的过程拉制成单晶。

区熔硅单晶的生长过程主要是清炉、装炉、抽空、预热、化料、引晶、放肩、转肩、等径、收尾、降温、停炉。其中，在相关技术中，在拉制区熔硅单晶的过程中，对区熔硅单晶的收尾操作通常都是采用慢收尾的方式，这就使得区熔硅单晶收尾过程比较耗时。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种区熔硅单晶收尾方法和拉制方法，可以有效减少区熔硅单晶的收尾时间，提高收尾速率。

根据本公开的一方面，提供了一种区熔硅单晶收尾方法，包括：

S100，在当前生长单晶体的工艺达到结束等径生长并开启收尾的条件时，关闭所述等径生长操作，控制拉制所述单晶体的区熔单晶炉的上轴和下轴停止下降，并降低功率；

S200，在单晶固液交界面开始收缩时，控制所述下轴开启下降，并在单晶收尾腰开始变细时，控制所述上轴开启下降，并继续降低所述功率预设时间；

反复执行S100和S200，直至达到预设条件后，控制所述上轴开始上升，并在所述单晶固液交界面的直径缩小至第一预设数值时，将多晶原料与单晶体分离。

在一种可能的实现方式中，所述结束等径生长并开启收尾的条件基于当前所设定的单晶体尺寸确定。

在一种可能的实现方式中，基于当前所设定的单晶体尺寸，确定结束等径生长并开启收尾的条件，包括：

在当前所设定的所述单晶体尺寸为4英寸—6英寸之间时，确定所述结束等径生长并开启收尾的条件为：多晶原料的剩余长度为5mm—10mm；

在当前所设定的所述单晶体尺寸为3英寸以下时，确定所述结束等径生长并开启收尾的条件为：所述区熔单晶炉的上轴下降至下限位。

在一种可能的实现方式中，在所述单晶体尺寸为4英寸—6英寸之间时，所述预设条件为单晶收尾直径缩小至40mm—60mm之间；

在所述单晶体尺寸为3英寸以下时，所述预设条件为所述单晶固液交界面的直径为所述单晶体的直径的三分之一。

在一种可能的实现方式中，在所述单晶体尺寸为4英寸—6英寸之间时，所述预设条件为单晶收尾直径缩小至50mm。

在一种可能的实现方式中，所述第一预设数值的取值范围为10mm—30mm。

在一种可能的实现方式中，所述第一预设数值的取值为20mm。

在一种可能的实现方式中，所述功率的降低速率为：每5s下降0.5％*等径功率。

在一种可能的实现方式中，所述上轴下降速率为：等径生长时的上轴下降速度；所述下轴下降速率为：所述单晶体等径生长时的下轴下降速度；所述上轴上升速率为：1mm/min。