[发明专利]一种气相重掺硼区熔硅单晶的制备方法

摘要

本发明涉及一种气相重掺硼区熔硅单晶的制备方法，包括区熔气相重掺杂和拉晶工艺，区熔气相重掺杂和拉晶工艺中采用的区熔气相重掺杂装置使高浓度的硼烷气体在充入高温的炉膛内的过程中不发生分解，所述区熔气相重掺杂装置包括一个放置于保温桶下方的重掺杂硼烷、氮气和氩气的三路联合进气管道；采用本方法所生产的气相重掺硼区熔硅单晶具有氧含量为1ppm以下，轴向电阻率均匀度为±15％以内，电阻率达到0.004Ω.cm的特点，运用该发明方法生产的重掺硼区熔p型硅单晶很好地满足了国内外瞬态电压抑制器(TVS)对于p型硅衬底材料的要求。

主权项

一种气相重掺硼区熔硅单晶的制备方法，包括区熔气相重掺杂和拉晶工艺，其特征在于：所述区熔气相重掺杂和拉晶工艺中采用的区熔气相重掺杂装置使高浓度的硼烷气体在充入高温的炉膛内的过程中不发生分解，所述区熔气相重掺杂装置包括一个放置于保温桶下方的重掺杂硼烷、氮气和氩气的三路联合进气管道；三路联合进气管道包括与其主管道连接的一个硼烷进气管道，一个氩气进气管道和一个氮气进气管道，所述拉晶工艺包括如下次序的步骤：(1)装炉、抽真空、充氩气；利用纤维纸擦拭炉膛、电磁铜线圈、保温桶、多晶与籽晶夹持器及三路联合进气管道的管口；将多晶硅棒固定在多晶夹持器上；将籽晶装入籽晶夹持器上；关闭炉门，抽真空充氩气，氩气气体流量控制在15±1L/min，抽空后室压力为0.050mbar；(2)硅棒预热、化料；打开霍廷格Huettinger2.5MHz高频功率发生器电源，调节电压设定值到20～30％对硅棒进行预热；待硅棒微红，调节电压设定值到30～50％，启动上转为3～5rpm化料；(3)充入重掺杂气体磷烷及保护气氮气阶段，充入区熔炉的重掺杂气体，磷烷气体流量和氮气的气体流量之比控制在1∶30到1∶60之间；(4)引晶，生长细径：将籽晶与熔区点接触，同时启动上、下部传送装置，调整电压设定值到30～50％，以生长细径；(5)放肩、等径生长：生长完细颈后开始放肩，调整电压设定值到50～70％放肩到要求的直径后，进行等径生长单晶；(6)收尾、拉断；(7)停气、停炉、拆炉；根据上述方法所生产的气相重掺硼区熔硅单晶具有：氧含量：1ppm以下；轴向电阻率均匀度：±15％以内；电阻率：0.004Ω.cm。