[发明专利]一种单晶硅片的制备方法

权利要求书

1.一种单晶硅片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将多晶硅和掺杂剂置入单晶炉内的石英坩埚中；

S2、当装料结束关闭单晶炉门后，抽真空使单晶炉内保持在一定的压力范围内，驱动石墨加热系统的电源，加热至大于硅的熔化温度，使多晶硅和掺杂物熔化；

S3、当多晶硅熔融体温度稳定后，将籽晶慢慢下降进入硅熔融体中(籽晶在硅熔体中也会被熔化)，然后具有一定转速的籽晶按一定速度向上提升，由于轴向及径向温度梯度产生的热应力和熔融体的表面张力作用，使籽晶与硅熔体的固液交接面之间的硅熔融体冷却成固态的硅单晶；

S4、当籽晶与硅熔融体接触时，由于温度梯度产生的热应力和熔体的表面张力作用，会使籽晶晶格产生大量错位，需在引晶后先生长一段“细颈”单晶(直径2-4亳米)，并加快提拉速度，由于细颈处应力小，不足以产生新错位，也不足以推动籽晶中原有的错位迅速移动，这样，晶体生长速度超过了错位运动速度，与生长轴斜交的错位就被中止在晶体表面上，从而可以生长出无错位单晶；

S5、在缩径工艺中，当细颈生长到足够长度时，通过逐渐降低晶体的提升速度及温度调整，使晶体直径逐渐变大而达到工艺要求直径的目标值；

S6、当晶体直径达到工艺要求直径的目标值时，再通过逐渐提高晶体的提升速度及温度的调整，使晶体生长进入等直径生长阶段，并使晶体直径控制在大于或接近工艺要求的目标公差值；

S7、当晶体生长的长度达到预定要求时，应该逐渐缩小晶体的直径，直至最后缩小成为一个点而离开硅熔融体液面，完成体硅的生产；

S8、通过光刻-刻蚀技术在体硅上制备了微米级别阵列，然后真空沉积一层贵金属，反应离子刻蚀去除掩模，碱液各向异性刻蚀沟槽，氮化硅保护层制备，再次真空沉积贵金属层，碱液刻蚀脱离，最后有机物粘离体硅基底，剥离形成超薄的硅条阵列，通过构型设计、层层刻蚀制备出大量的薄硅条阵列。

2.根据权利要求1所述的一种单晶硅片的制备方法，其特征在于，所述S1中掺杂剂的种类应视所需生长的硅单晶电阻率而定。

3.根据权利要求1所述的一种单晶硅片的制备方法，其特征在于，所述S2中硅的熔化温度为1420摄氏度。

4.根据权利要求1所述的一种单晶硅片的制备方法，其特征在于，所述S4中无错位硅单晶的直径生长粗大后，尽管有较大的冷却应力也不易被破坏。

5.根据权利要求1所述的一种单晶硅片的制备方法，其特征在于，所述S5中为了降低晶棒头部的原料损失，采用平放肩工艺使肩部夹角呈180°。