[发明专利]一种通过控制收尾形状获得无位错重掺锑硅单晶的方法

说明书

本发明公开了一种通过控制收尾形状获得无位错重掺锑硅单晶的方法，其特征在于，在单晶的收尾过程中，通过控制收尾的拉速和温度，使尾部形状中出现一段与等径部分形状相同的圆柱形；如果收尾完好，可以清晰的看到“胞线”，表明硅单晶尾部无位错，单晶完好；如果收尾不完好，可以明显看到“断胞”的位置；从“断胞”的位置反切1.08～1.15倍直径，获得无位错硅单晶。本发明通过改进直拉法生长重掺锑硅单晶的收尾工艺，控制尾部形状，可以准确判断出“断胞”位置，从而得到无位错硅单晶。

技术领域

本发明涉及一种通过控制收尾形状获得无位错重掺锑硅单晶的方法，属于直拉硅单晶生长技术领域。

背景技术

由于锑(Sb)在高温下在硅衬底材料中的扩散系数很低，因此重掺锑硅单晶成为良好的衬底材料。由于锑在硅熔点附近的分凝系数很低，这就要求锑的掺入量必须很大。在直拉(CZ)法生长重掺锑硅单晶的过程中，锑的不断富集会导致组分过冷，引起晶体生长界面失稳，极易生成位错而断胞。尤其在收尾时，熔体中锑的浓度更高，更易造成“断胞”。对于晶向100单晶，等径部分会出现明显的四条“胞线”，根据有无“胞线”可以判定单晶的是否完好。

针对收尾“断胞”的单晶，如何获得无位错的硅单晶是需要解决的技术问题，按照传统的收尾形状(如图1所示)，整个尾部形状为圆锥形，不易观察到“胞线”断开(断胞)的位置，导致无法精确切除有位错的部分。在后续加工反切时会出现两种结果：(1)如果反切不够，就会二次反切，浪费时间；(2)如果反切过多，会造成产品浪费。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种通过控制收尾形状获得无位错重掺锑硅单晶的方法，该方法能够准确判断出“断胞”的位置，能够容易获得无位错的硅单晶，可以避免二次反切和产品浪费。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种通过控制收尾形状获得无位错重掺锑硅单晶的方法，在单晶的收尾过程中，通过控制收尾的拉速和温度，使尾部形状中出现一段与等径部分形状相同的圆柱形；如果收尾完好，可以清晰的看到“胞线”，表明硅单晶尾部无位错，单晶完好；如果收尾不完好，可以明显看到“断胞”的位置；从“断胞”的位置反切1.1倍直径，获得无位错硅单晶。

其中，所述重掺锑硅单晶的电阻率≤20mΩ·Gm，晶向为100。

其中，所述重掺锑硅单晶直径为6英寸以上，例如6英寸、8英寸、12英寸。

其中，所述尾部形状包括圆台形部分、圆柱部分和圆锥形部分。优选地，所述尾部形状的总长度为200mm以上，圆柱形部分的长度为70-100mm。

在实际生产中发现：在“胞线”断开位置往前反切1.08～1.15倍直径(例如6英寸硅单晶反切165-175mm，8英寸硅单晶反切219-234mm)，能获得无位错单晶。优选地，在“胞线”断开位置往前反切1.1倍直径。

本发明的优点在于：

本发明通过改进直拉法生长重掺锑硅单晶的收尾工艺，控制尾部形状，使尾部出现一段类似等径部分，可以准备判断出“断胞”位置，在此位置反切1.1倍直径，能够得到无位错硅单晶。

附图说明

图1为传统收尾形状示意图。

图2为尾部“断胞”反切示意图。

图3为采用本发明的方法获得的重掺锑硅单晶收尾形状的示意图。

图4为重掺锑硅单晶的传统收尾形状实物图。

图5为本发明实施例中获得的重掺锑硅单晶收尾形状实物图。

图6为本发明实施例中收尾拉速和补温的曲线。

具体实施方式