[发明专利]一种区熔硅单晶的收尾方法

说明书

本发明公开了一种区熔硅单晶的收尾方法，包括以下步骤：(1)当多晶尾料剩余10kg时，继续保持等径生长，直至多晶尾料剩余2kg时，均匀降低多晶尾料速度直至多晶尾料速度归零后快速提断，晶体拉速和加热功率保持不变，此过程单晶直径将缓慢减小；(2)当多晶尾料提断后，保持多晶尾料向提拉的方向移动，开启自动程序控制加热功率曲线和晶体拉速曲线，功率曲线先均匀快速地下降至初始功率值的75％‑85％，再缓慢均匀增加，最高不超过初始功率值；晶体拉速匀速降低至0，直至单晶熔体完全结晶后停炉冷却即可。本发明的方法可将单晶尾部损失降低至8kg以下。通过此方法收尾成功率大幅提升，可达90％以上，综合收率提高10％以上。

技术领域

本发明涉及一种区熔硅单晶的收尾方法，属于半导体工艺技术领域。

背景技术

区熔硅单晶生产过程中一般分为化料、引晶、缩颈、放肩、转肩、收尾几个过程，其中收尾是为了减少位错产生，收尾时断棱产生位错会扩展到晶体等径部分，影响单晶收率，特别是大直径区熔硅单晶，收尾容易断棱，而且原料消耗占比达到10％以上。

单晶稳定生长需要稳定的V/G比，其中V是单晶拉速，单位mm/min，G是温度梯度，单位K/mm，保证V/G在一个合理稳定的范围内是保证单晶稳定生长的基础。

区熔硅单晶常规收尾方法是当多晶尾料剩余10kg左右时，开始缓慢降低加热功率、给料速度及晶体拉速，保持稳定的V/G比，使单晶直径缓慢变小，这个过程必须保持单晶状态，否则将会产生位错，导致收尾失败，不但造成尾料损失，位错还会扩展到单晶部分的大约同等直径长度，严重时损失可达25kg以上，影响收率20％左右。由于大直径区熔硅单晶工艺原因，温度梯度较大，大直径单晶收尾失败比例较高，可达60％以上，严重影响单晶收率。

因此，大直径区熔硅单晶收尾很有必要另寻捷径，提高收尾成功率及单晶收率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种区熔硅单晶的收尾方法，以获得无位错单晶，减少原料损耗，提高单晶收率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种区熔硅单晶的收尾方法，包括以下步骤：

(1)当多晶尾料剩余10kg时，继续保持等径生长，直至多晶尾料剩余2kg时，均匀降低多晶尾料速度直至多晶尾料速度归零后快速提断，晶体拉速和加热功率保持不变，此过程单晶直径将缓慢减小；

(2)当多晶尾料提断后，保持多晶尾料向提拉的方向移动，开启自动程序控制加热功率曲线和晶体拉速曲线，功率曲线先均匀快速地下降至初始功率值的75％-85％，再缓慢均匀增加，最高不超过初始功率值；晶体拉速匀速降低至0，直至单晶熔体完全结晶后停炉冷却即可。

优选地，所述步骤(1)中，多晶尾料以1-10mm/min的速度降低至归零。

优选地，所述步骤(2)中，加热功率先以0.5-1.5kw/min的速度匀速下降，再以0.5-1.5kw/min的速度匀速增加；晶体拉速以0.05-0.1mm/min的速度匀速降低。

本发明的优点在于：

采用本发明的区熔硅单晶的收尾方法，可将单晶尾部损失降低至8kg以下。通过此方法收尾成功率大幅提升，可达90％以上，同时单晶等径部分比常规收尾要多5kg以上，考虑单晶等径部分位错减少，合格部分增加，综合收率提高10％以上。

附图说明

图1是采用常规收尾方法所得区熔硅单晶的结构示意图。

图2是采用本发明的方法所得区熔硅单晶的结构示意图。

图3是本发明实施例收尾过程中晶体拉速的变化曲线。

图4是本发明实施例收尾过程中加热功率的变化曲线。

具体实施方式