[发明专利]低缺陷密度、自－填隙原子受控制的硅

权利要求书

1.一种生长单晶硅棒的工艺，其中硅棒具有中心轴、籽晶锥、尾晶锥、以及位于籽晶锥和尾晶锥之间的、具有圆形周边和从中心轴延伸到圆周边的半径的恒定直径部分的单晶硅棒，该晶棒按提拉方法由硅熔融体生长然后从结晶温度冷却，其工艺包括

控制(i)生长速度v，(ii)在晶体恒定直径部分生长期间处于结晶温度到不低于约1325℃的温度范围内的平均轴向温度梯度G₀，以及(iii)从结晶温度到约1050℃的晶体冷却速度，以形成基本不含聚集本征点缺陷的轴对称区，该轴对称区由晶棒的园周边向内扩延，从圆周边径向朝晶棒中心轴测得的宽度至少约为晶棒半径长度的十分之三，沿晶棒中心轴测得的长度至少约为晶棒恒定直径段长度的十分之二。

2.如权利要求1中所述工艺，其中晶体的标称直径约150mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约10小时以上。

3.如权利要求1中所述工艺，其中晶体的标称直径约150mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约15小时以上。

4.如权利要求1中所述工艺，其中晶体的标称直径约200mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约10小时以上。

5.如权利要求1中所述工艺，其中晶体的标称直径约200mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约20小时以上。

6.如权利要求1中所述工艺，其中晶体的标称直径大于200mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约40小时以上。

7.如权利要求1中所述工艺，其中晶体的标称直径大于200mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约60小时以上。

8.如权利要求1中所述工艺，其中轴对称区的长度至少约为晶棒恒定直径段长度的十分之三。

9.如权利要求8中所述工艺，其中晶体的标称直径约150mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约10小时以上。

10.如权利要求8中所述工艺，其中晶体的标称直径约150mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约15小时以上。

11.如权利要求8中所述工艺，其中晶体的标称直径约200mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约10小时以上。

12.如权利要求8中所述工艺，其中晶体的标称直径约200mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约20小时以上。

13.如权利要求8中所述工艺，其中晶体的标称直径约200mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约40小时以上。

14.如权利要求8中所述工艺，其中晶体的标称直径约200mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约60小时以上。

15.如权利要求1中所述工艺，其中对生长速度V和瞬时轴向温度梯度G₀进行控制，使比值V/G₀从其临界值的约0.6倍到约1.5倍范围内取值。

16.如权利要求1中所述工艺，其中对生长速度V和瞬时轴向温度梯度G₀进行控制，使比值V/G₀从其临界值的约0.75倍到约1倍范围内取值。

17.如权利要求1中所述工艺，其中在结晶温度至不低于约1350℃的温度范围内对平均轴向温度梯度G₀进行控制。

18.如权利要求17中所述工艺，其中晶体的标称直径约150mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约15小时以上。

19.如权利要求17中所述工艺，其中晶体的标称直径约200mm，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约15小时以上。

20.如权利要求17中所述工艺，其晶体具有约200mm的标准直径，且从结晶温度冷却到至少约1050℃至少约40小时以上。