[发明专利]一种提高CZ法高阻半导体单晶轴向电阻率均一性的方法在审
| 申请号： | 202210632269.6 | 申请日： | 2022-06-07 |
| 公开（公告）号： | CN114959878A | 公开（公告）日： | 2022-08-30 |
| 发明（设计）人： | 孔凯斌;王彦君;孙晨光;周宏邦;王淼;娄中士;侯明超;贾海洋;张强;刘伟;王立刚 | 申请（专利权）人： | 内蒙古中环领先半导体材料有限公司;中环领先半导体材料有限公司 |
| 主分类号： | C30B15/04 | 分类号： | C30B15/04;C30B29/06;C30B15/20;C30B30/04 |
| 代理公司： | 天津诺德知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 12213 | 代理人： | 栾志超 |
| 地址： | 010070 内蒙古自*** | 国省代码： | 内蒙古;15 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 提高 cz 法高阻 半导体 晶轴 电阻率 均一 方法 | ||
1.一种提高CZ法高阻半导体单晶轴向电阻率均一性的方法，其特征在于：在单晶拉制过程中，通入掺杂气体，进行气相掺杂，通过控制掺杂气体的掺杂效率和勾形磁场的抑制率，对单晶轴向电阻率进行控制，包括以下步骤：
确定掺杂气体的掺杂效率：根据拉制第一颗单晶时的掺杂气体的浓度和单晶电阻率计算掺杂效率；
确定勾形磁场的抑制率：采用与拉制第一颗单晶相同的掺杂工艺拉制第二颗单晶，根据第二颗单晶的电阻率和第一颗单晶的电阻率计算勾形磁场的抑制率；
根据所述掺杂气体的掺杂效率和所述勾形磁场的抑制率进行单晶的拉制。
2.根据权利要求1所述的提高CZ法高阻半导体单晶轴向电阻率均一性的方法，其特征在于：所述确定掺杂气体的掺杂效率的步骤中，包括以下步骤：
设置气掺装置至硅溶液液面的距离，且控制所述勾形磁场保持不开启状态；
设定第一掺杂效率为100％，根据第一颗单晶头部目标电阻率计算理论掺杂气体的掺杂浓度；
根据所述理论掺杂气体的掺杂量进行第一颗单晶拉制，第一颗单晶拉制后，测量第一颗单晶头部实际电阻率；
根据测得的第一颗单晶头部实际电阻率计算进入硅溶液的杂质浓度；
计算掺杂气体的掺杂效率。
3.根据权利要求2所述的提高CZ法高阻半导体单晶轴向电阻率均一性的方法，其特征在于：所述根据测得的第一颗单晶头部实际电阻率计算进入硅溶液的杂质浓度步骤中，采用下述公式进行计算：
其中，N为杂质浓度，ρ为电阻率。
4.根据权利要求3所述的提高CZ法高阻半导体单晶轴向电阻率均一性的方法，其特征在于：所述计算掺杂气体的掺杂效率步骤中，采用下述公式进行计算：
掺杂效率＝实际气体掺杂进入单晶硅溶液的杂质浓度/进入单晶炉内的掺杂气体的浓度。
5.根据权利要求2-4任一项所述的提高CZ法高阻半导体单晶轴向电阻率均一性的方法，其特征在于：所述掺杂气体为掺杂气源与氩气的混合气体，所述掺杂气源的流量为1-100ml/min，所述掺杂气源的浓度为40-400ppm，所述氩气的流量为1000-30000ml/min。
6.根据权利要求1-4任一项所述的提高CZ法高阻半导体单晶轴向电阻率均一性的方法，其特征在于：所述掺杂气体在化料结束时进行掺杂。
7.根据权利要求1-4任一项所述的提高CZ法高阻半导体单晶轴向电阻率均一性的方法，其特征在于：所述确定勾形磁场的抑制率的步骤中，包括以下步骤：
设置所述勾形磁场的高度及强度；
采用与第一颗单晶拉制时的相同的掺杂工艺拉制第二颗单晶，测量第二颗单晶的头部电阻率；
计算所述勾形磁场的抑制率。
8.根据权利要求7所述的提高CZ法高阻半导体单晶轴向电阻率均一性的方法，其特征在于：所述勾形磁场的抑制率采用如下公式计算：
勾形磁场抑制率＝第二颗单晶的头部电阻率/第一颗单晶的头部电阻率。
9.根据权利要求8所述的提高CZ法高阻半导体单晶轴向电阻率均一性的方法，其特征在于：所述勾形磁场的高度为零磁面距离硅溶液液面以上10-20mm，所述勾形磁场的强度为600-1000Gs。
10.根据权利要求8或9所述的提高CZ法高阻半导体单晶轴向电阻率均一性的方法，其特征在于：所述勾形磁场在化料阶段至停炉过程中均保持开启状态。
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