[发明专利]生产低缺陷密度硅的方法

摘要

一种用于按照直拉法制备硅单晶锭的方法。用于生产单晶硅锭的方法包括在从固化温度到不低于约1325℃的温度范围内在生长晶体恒定直径部分的过程中控制(i)生长速度V，(ii)平均轴向温度梯度G₀，以便起初在晶锭的恒定直径部分中产生一系列主要的本征点缺陷，上述本征点缺陷包括若干空位为主的区域和硅自填隙为主的区域，上述两种区域沿着轴线交错，并将晶锭从固化温度以一定速率冷却，在上述速率下让硅自填隙原子在径向上扩散到侧表面和在轴向上扩散到空位为主的区域，以便降低每个区域中的本征点缺陷浓度。

主权项

1.一种用于制备硅单晶的方法，其中熔化的硅按照直拉法固化成一种晶体，以便形成一个晶锭，该晶锭具有一个中心轴线，一个籽晶锥，一个端锥，一个在籽晶锥和端锥之间具有一侧表面的恒定直径部分，及一个从中心轴线延伸到侧表面至少约75mm的半径R，恒定直径部分具有一个轴向长度L，该方法包括：控制一个比值V/G0，其中V是生长速度，和G0是在晶体的恒定直径部分生长过程中，在从固化温度到不低于1325℃的温度范围内的平均轴向温度梯度，以便在晶锭的恒定直径部分中开始产生一系列沿着轴线交错的占优势的本征点缺陷，一系列缺陷包括若干空位为主的区域Nvac和硅自填隙为主的区域Nint，其中Nvac 至少为2和Nint至少为1，每个空位为主的区域都具有一个轴向长度Lvac和一个从晶锭轴线朝侧表面延伸的半径Rvac，该半径Rvac 至少为晶体恒定直径部分半径R的10％，每个硅自填隙为主的区域都具有一个轴向长度Lint，和一个径向宽度，该径向宽度等于硅单晶恒定直径部分的半径R；从固化温度以一定速率冷却上述各区域，在上述速率下让硅自填隙原子在径向上扩散到侧表面和在轴向上扩散到空位为主的区域，以便降低起初硅自填隙原子是主要本征点缺陷的各区域中的硅自填隙原子的浓度，及降低起初晶格空位是主要本征点缺陷的各区域中晶格空位的浓度。