[发明专利]一种直拉法制备单晶硅的加工工艺

摘要

本发明公开了一种直拉法制备单晶硅的加工工艺，包括以下步骤缩颈生长当硅熔体的温度稳定到一定温度后，将籽晶浸入硅熔体中，将籽晶以一定的拉速进行提升，使籽晶的直径缩小到3‑7mm；放肩生长完成缩颈生长后，降低坩埚温度与拉速，调整坩埚转速和晶体转速，使晶体增大到所需的直径；等径生长完成放肩生长后，调整坩埚温度、拉速、坩埚转速和晶体转速，使晶棒直径维持在正负2mm之间；本发明通过在单晶硅原料中加入纯硼，纯硼与单晶硅原料的质量比为5%‑15%，使单晶硅的电阻率能达到300Ω/CM，且电阻率径向均匀性在3%以内；降低硅熔体中的含氧量，有效抑制氧从硅熔体进入硅晶体中，提高了工作效率，降低了硅晶体的含氧量。

主权项

一种直拉法制备单晶硅的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：1)加料：将单晶硅原料及纯硼放入石英坩埚内；2)融化：关闭长晶炉，并抽成真空0.01mbar后，充入氮气，氮气的纯度为 97％以上，氮气压力为 0.05‑0.25MPa, 氮气流量 70‑110L/min，然后，打开石墨加热器电源，加热至熔化温度 1420℃以上，将单晶硅原料及纯硼熔化，并搅拌均匀；3)缩颈生长：当硅熔体的温度稳定到一定温度后，将籽晶浸入硅熔体中，将籽晶以一定的拉速进行提升，使籽晶的直径缩小到 3‑7mm；4)放肩生长：完成缩颈生长后，降低坩埚温度与拉速，调整坩埚转速和晶体转速，使晶体增大到所需的直径；5)等径生长：完成放肩生长后，调整坩埚温度、拉速、坩埚转速和晶体转速，使晶棒直径维持在正负 2mm 之间；所形成的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；6)尾部生长：完成等径生长后，提高坩埚温度、拉速，将晶棒的直径缩小到成一尖点，且与液面分开；将完成尾部生长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。