[发明专利]一种半导体级单晶硅生产工艺

摘要

本发明公开了一种半导体级单晶硅生产工艺，包括以下步骤：一、横向磁场布设：所布设横向磁场的磁场强度为1300高斯±100高斯；二、硅原料及掺杂剂准备；三、装料；四、熔料；五、引肩及放肩；六、转肩：放肩结束后进行转肩时，以3±0.3mm/min的拉速进行转肩；七、等径生长：转肩结束后，以1.6±0.1mm/min的拉速等径生长50±5mm；之后，再按直拉单晶硅的常规等径生长方法，完成需制作半导体级单晶硅的后续等径生长过程。本发明设计合理、方法步骤简单、实现方便且易于掌握、使用效果好，能有效保证所生产半导体级单晶硅的质量，所生产的半导体级单晶硅断面电阻率均匀性高且无漩涡等各种微缺陷。

主权项

一种半导体级单晶硅生产工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：步骤一、横向磁场布设：在生产需制作半导体级单晶硅的单晶炉主炉室中部外侧布设一个横向磁场，且所述横向磁场的磁场强度为1300高斯±100高斯；步骤二、硅原料及掺杂剂准备：按照单晶炉用硅原料的常规制备方法，制备出生长直拉单晶硅用的硅原料，并按单晶炉用硅原料的常规清洁处理方法，对制备出的硅原料进行清洁处理；同时，根据需制作半导体级单晶硅的型号和电阻率，确定需添加掺杂剂的种类和掺杂量，并对生长直拉单晶硅用的掺杂剂进行准备；步骤三、装料：按照单晶炉的常规装料方法，将步骤一中准备好的硅原料和掺杂剂分别装进已安装到位的石英坩埚内；同时，将事先准备好的籽晶安装在所述单晶炉内的籽晶夹头上；步骤四、熔料:按照单晶炉的常规熔料方法，对步骤二中装入所述石英坩埚内的硅原料和掺杂剂进行熔化，直至所述硅原料和掺杂剂全部熔化并获得硅熔体；步骤五、引肩及放肩：熔料完成后，采用单晶炉且按照直拉单晶硅的常规引肩与放肩方法，完成需制作半导体级单晶硅的引肩与放肩过程；步骤六、转肩：放肩结束后进行转肩时，以3mm/min±0.3mm/min的拉速进行转肩；步骤七、等径生长：转肩结束后，以1.6mm/min±0.1mm/min的拉速等径生长50mm±5mm；之后，再按直拉单晶硅的常规等径生长方法，完成需制作半导体级单晶硅的后续等径生长过程；步骤四中熔料完成后且进行引晶之前，还需进行熔料后提渣，其提渣过程如下：Ⅰ、降温结晶：降低单晶炉的加热功率，并使得所述硅熔体的表面温度逐渐降低，直至所述硅熔体的表面开始结晶；Ⅱ、逐步升温并维持结晶过程连续进行，直至硅熔体表面漂浮的不溶物全部被结晶物凝结住：当所述硅熔体表面开始结晶后，再升高单晶炉的加热功率并逐渐升高所述硅熔体的表面温度；在所述硅熔体的表面温度逐渐升高过程中，对所述硅熔体表面的结晶现象进行同步观测，当观测到所述硅熔体表面漂浮的不溶物全部被所述硅熔体表面的结晶物凝结住时，通过所述单晶炉上所设置的籽晶旋转提升机构将所述籽晶下降至与所述结晶物接触，且待所述籽晶与所述结晶物熔接后，通过所述籽晶旋转提升机构将凝结有不溶物的结晶物提升至单晶炉副炉室内；之后，关闭所述隔离阀，对单晶炉主炉室与单晶炉副炉室进行隔离；Ⅲ、清渣：按照单晶炉的常规取晶方法，自单晶炉副炉室内取出籽晶，并去掉籽晶底部所熔接的结晶物，则完成熔料后的提渣过程；之后，合上单晶炉的炉盖并打开所述隔离阀。