[发明专利]一种砷、磷元素共掺制备n型多晶硅靶材的铸造工艺

摘要

本发明公开了一种砷、磷元素共掺制备n型多晶硅靶材的铸造工艺，具有如下步骤：用Si3N4喷涂石英坩埚内壁，所述石英坩埚内壁底部铺满一层细单晶锅底料，所述石英坩埚内壁侧壁用p型低阻小方锭护边，之后向所述石英坩埚内依次加入掺磷、砷元素的n型小方锭，MR循环料和一层细单晶锅底料，并用p型低阻小方锭封口，铺平压实；之后经过预热、熔炼、长晶、退火和冷却脱模得到n型多晶硅靶材。本发明可将多晶硅料的纯度要求从5N降到3N，节约了原料成本；通过共掺砷和磷元素，实现了n型多晶硅靶材中元素含量和电阻率的精确调控。

主权项

1.一种砷、磷元素共掺制备n型多晶硅靶材的铸造工艺，其特征在于具有如下步骤：S1、用Si3N4喷涂石英坩埚内壁，所述石英坩埚内壁底部铺满一层细单晶锅底料，所述石英坩埚内壁侧壁用p型低阻小方锭护边，之后向所述石英坩埚内依次加入掺磷、砷元素的n型小方锭，MR循环料和一层细单晶锅底料，并用p型低阻小方锭封口，铺平压实；S2、用石墨护板包裹所述石英坩埚的外部侧壁和底部，之后，放入炉内隔热笼内的底部热交换块上，将发热体罩在位于所述石英坩埚外部侧壁上的石墨护板外侧以及所述石英坩埚上方，关闭所述隔热笼；将炉内真空度抽至0.1‑0.3Pa，并将炉温升高至800℃，保温0.5小时；在3‑4小时内将炉温升高至1000‑1200℃，之后向炉内通入氩气，使炉内压强保持在40‑70Kpa；在4‑6小时内将所述石英坩埚内温度升高至1540‑1560℃，保温1‑12小时；S3、将所述隔热笼的侧壁与所述隔热笼的底部分开，通过功率控制所述发热体顶部与所述底部热交换块之间的温度梯度差量，进行晶体的生长，长晶速度为0.05‑0.3mm/min，最后得到硅晶锭；S4、得到的硅晶锭在1250‑1390℃退火，保温2‑6小时；S5、同步降低所述发热体与所述底部热交换块温度，使炉温在60‑100℃/min的降温速率下降至200‑400℃，之后打开炉盖空冷，取出铸锭和所述石英坩埚，进行所述石英坩埚和铸锭的剥离，得到n型多晶硅铸锭。