[发明专利]复合加热防辐射式直拉多或单晶硅制备工艺

摘要

本发明公开了复合加热防辐射式直拉多或单晶硅制备工艺，包括有以下步骤：a)、加料：将多或单晶硅原料及杂质放入石英坩埚内，杂质种类有硼、磷、氮；b)、融化：加完多或单晶硅原料于石英坩埚内后，长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氮气，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度1420℃以上，将多或单晶硅原料熔化，化料时上加热器、下加热器同时工作，化料结束后降低下加热器功率，以上加热器为主加热器进行生长；使热场的底部温度下降且不影响晶体的生长，减小了传统热场顶部与底部的温差；加强了氩（氮）气流对固-液界面的吹拂，增强了氩（氮）气流携带结晶潜热的作用因此有利于单晶生长，并可以提高结晶速率，进而提高拉晶速率。

主权项

合加热防辐射式直拉多或单晶硅制备工艺，其特征在于，包括有以下操作步骤：a)、加料：将多晶硅或单晶硅原料及杂质放入石英坩埚内，杂质的种类依电阻的N或P型而定，杂质种类有硼、磷、氮；b)、融化：加完多晶硅或单晶硅原料于石英坩埚内后，炉体内上加热器、下加热器，上加热器、下加热器分别正对于石英坩埚的上部、下部，上加热器、下加热器分别连接有电源系统，上加热器、下加热器分别呈方波状，长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氮气，氮气的纯度为98％以上，氮气压力为0.06‑0.2MPa, 氮气流量80‑100L/min，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度1420℃以上，将多晶硅或单晶硅原料熔化，化料时上加热器、下加热器同时工作，化料结束后降低下加热器功率，以上加热器为主加热器进行生长；c)、缩颈生长：当硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中，将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到4‑6mm；d)、放肩生长：长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得硅单晶的直径渐渐增大到所需的大小，围绕于硅单晶棒外设有热屏，热屏的上端连接有热屏上盖，热屏上盖的下方设有上保温筒，热屏是由热屏外壳、热屏内壳及中间的热屏保温层组成，热屏呈圆台状，且具有中央通道，热屏与热屏上盖之间的夹角为40‑50°，中央通道的纵剖面为梯形，氮气流从中央通道通入，加强了氮气流对固‑液界面的吹拂；e)、等径生长：长完细颈和肩部之后，借着拉速与温度的不断调整，可使晶棒直径维持在正负2mm之间，这段直径固定的部分即称为等径部分，单晶硅片取自于等径部分；f)、尾部生长：在长完等径部分之后，必须先将晶棒的直径慢慢缩小，直到成一尖点而与液面分开，长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出，即完成一次生长周期。