一種單晶硅拉晶工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及單晶硅生產工藝技術領域，特別是一種單晶硅拉晶工藝。
【背景技術】
[0002]單晶硅屬于立方晶系，金剛石結構，是一種性能優良的半導體材料，廣泛應用于紅外光譜頻率光學元件、紅外及r射線探測器、集成電路、太陽能電池等。現在最廣泛的單晶硅制造工藝是采用直拉法制造單晶硅，與其他制造工藝相比，在制造成本與單晶硅的性能方面有一定的優勢，但現有通過直拉法制造單晶硅的工藝存在著不足，所制造的單晶硅質量不穩定，產品的一致性差。
[0003]中國發明專利CN 103173850 A公開了一種單晶硅制造工藝，是一種通過直拉法制造單晶硅的工藝，包括以下步驟:多晶硅的裝料和融化，引晶，縮頸、放肩，等徑生長，首尾，降溫。引晶選用已經精確定向的單晶作為籽晶。雖然此發明能穩定制造高質量單晶硅，所制造單晶硅碳含量、氧含量等主要性能指標優于市場同類產品，但是此發明的拉晶的生長速度不好。
【發明內容】
[0004]本發明需要解決的技術問題提供一種拉晶效果好的單晶硅拉晶工藝。
[0005]為解決上述的技術問題，本發明的一種單晶硅拉晶工藝，包括以下步驟，
[0006]多晶硅裝料準備工作:檢查多晶硅料純度指標和尺寸，摻雜劑純度，然后選擇晶向好且無機械損傷的籽晶裝入清理過的爐膛中；
[0007]抽真空:將爐體內抽真空，通入氬氣；
[0008]硅料融化:加熱融化硅料，保持加熱器，硅料開始熔化，全恪，降溫至結晶溫度；
[0009]下種:確定結晶溫度，籽晶接觸熔體表面，轉動，使沾潤良好；
[0010]收頸:按照一定的直徑，控制好拉速收頸；
[0011]放肩:控制好拉速和擴肩速度，等放肩直徑接近要求的晶體直徑時，提升拉速，晶體進入等徑生長階段；
[0012]收尾:提高拉晶速度，逐步縮小晶體直徑，直到使晶體脫離液面，然后降低溫度，拉晶過程結束。
[0013]進一步的，所述步驟多晶硅裝料準備工作中摻雜劑純度不低于5N。
[0014]進一步的，所述步驟抽真空中真空度達到4Pa，通氬氣10-15min。
[0015]進一步的，所述步驟收頸中收頸直徑3-4mm，拉速l-3mm/min。
[0016]進一步的，所述步驟放肩中放肩時拉速0.2-0.3mm/min，擴肩速度lmm/min。
[0017]更進一步的，所述步驟放肩中等放肩直徑接近要求的晶體直徑時，提升拉速至2mm/min0
[0018]采用上述方法后，本發明生產的單晶硅晶體生長速度好，最后產生籽晶的效果好，晶體的整體直徑一致性好；另外，降低位錯密度，晶體不會產生裂紋，成型效果好。
【具體實施方式】
[0019]實施方式一:
[0020]本發明的一種單晶硅拉晶工藝，包括以下步驟，
[0021]多晶硅裝料準備工作:檢查多晶硅料純度指標和尺寸，摻雜劑純度6N，然后選擇晶向好且無機械損傷的籽晶裝入清理過的爐膛中；
[0022]抽真空:將爐體內抽真空，真空度保持4Pa,通入氬氣1min ;
[0023]硅料融化:加熱融化硅料，保持加熱器，硅料開始熔化，全恪，降溫至結晶溫度；
[0024]下種:確定結晶溫度，籽晶接觸熔體表面，轉動，使沾潤良好；
[0025]收頸:按照收頸直徑3mm，拉速lmm/min收頸；
[0026]放肩:拉速0.2mm/min,擴肩速度lmm/min，等放肩直徑接近要求的晶體直徑時，提升拉速至2mm/min，晶體進入等徑生長階段；
[0027]收尾:提高拉晶速度，逐步縮小晶體直徑，直到使晶體脫離液面，然后降低溫度，拉晶過程結束。
[0028]實施方式二:
[0029]本發明的一種單晶硅拉晶工藝，包括以下步驟，
[0030]多晶硅裝料準備工作:檢查多晶硅料純度指標和尺寸，摻雜劑純度6N，然后選擇晶向好且無機械損傷的籽晶裝入清理過的爐膛中；
[0031]抽真空:將爐體內抽真空，真空度保持4Pa,通入氬氣15min ;
[0032]硅料融化:加熱融化硅料，保持加熱器，硅料開始熔化，全恪，降溫至結晶溫度；
[0033]下種:確定結晶溫度，籽晶接觸熔體表面，轉動，使沾潤良好；
[0034]收頸:按照收頸直徑4_，拉速3mm/min收頸；
[0035]放肩:拉速0.3mm/min,擴肩速度lmm/min，等放肩直徑接近要求的晶體直徑時，提升拉速至2mm/min，晶體進入等徑生長階段；
[0036]收尾:提高拉晶速度，逐步縮小晶體直徑，直到使晶體脫離液面，然后降低溫度，拉晶過程結束。
[0037]實施方式三:
[0038]本發明的一種單晶硅拉晶工藝，包括以下步驟，
[0039]多晶硅裝料準備工作:檢查多晶硅料純度指標和尺寸，摻雜劑純度6N，然后選擇晶向好且無機械損傷的籽晶裝入清理過的爐膛中；
[0040]抽真空:將爐體內抽真空，真空度保持4Pa,通入氬氣12min ;
[0041]硅料融化:加熱融化硅料，保持加熱器，硅料開始熔化，全熔，降溫至結晶溫度；
[0042]下種:確定結晶溫度，籽晶接觸熔體表面，轉動，使沾潤良好；
[0043]收頸:按照收頸直徑3.5mm，拉速2mm/min收頸；
[0044]放肩:拉速0.26mm/min，擴肩速度lmm/min，等放肩直徑接近要求的晶體直徑時，提升拉速至2mm/min，晶體進入等徑生長階段；
[0045]收尾:提高拉晶速度，逐步縮小晶體直徑，直到使晶體脫離液面，然后降低溫度，拉晶過程結束。
[0046]雖然以上描述了本發明的【具體實施方式】，但是本領域熟練技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對本實施方式作出多種變更或修改，而不背離發明的原理和實質，本發明的保護范圍僅由所附權利要求書限定。
【主權項】
1.一種單晶硅拉晶工藝，其特征在于，包括以下步驟， 多晶硅裝料準備工作:檢查多晶硅料純度指標和尺寸，摻雜劑純度，然后選擇晶向好且無機械損傷的籽晶裝入清理過的爐膛中； 抽真空:將爐體內抽真空，通入氬氣； 硅料融化:加熱融化硅料，保持加熱器，硅料開始熔化，全熔，降溫至結晶溫度； 下種:確定結晶溫度，籽晶接觸熔體表面，轉動，使沾潤良好； 收頸:按照一定的直徑，控制好拉速收頸； 放肩:控制好拉速和擴肩速度，等放肩直徑接近要求的晶體直徑時，提升拉速，晶體進入等徑生長階段； 收尾:提高拉晶速度，逐步縮小晶體直徑，直到使晶體脫離液面，然后降低溫度，拉晶過程結束。2.按照權利要求1所述的一種單晶硅拉晶工藝，其特征在于:所述步驟多晶硅裝料準備工作中摻雜劑純度不低于5N。3.按照權利要求1所述的一種單晶硅拉晶工藝，其特征在于:所述步驟抽真空中真空度達到4Pa，通氬氣10_15min。4.按照權利要求1所述的一種單晶硅拉晶工藝，其特征在于:所述步驟收頸中收頸直徑 3_4mm，拉速 l-3mm/min05.按照權利要求1所述的一種單晶硅拉晶工藝，其特征在于:所述步驟放肩中放肩時拉速 0.2-0.3mm/min，擴肩速度 lmm/min。6.按照權利要求5所述的一種單晶硅拉晶工藝，其特征在于:所述步驟放肩中等放肩直徑接近要求的晶體直徑時，提升拉速至2mm/min。
【專利摘要】本發明涉及單晶硅生產工藝技術領域，特別是一種單晶硅拉晶工藝，多晶硅裝料準備工作：檢查多晶硅料純度指標和尺寸，摻雜劑純度，然后選擇晶向好且無機械損傷的籽晶裝入清理過的爐膛中；抽真空：將爐體內抽真空，通入氬氣；硅料融化：加熱融化硅料，保持加熱器，硅料開始熔化，全熔，降溫至結晶溫度；下種：確定結晶溫度，籽晶接觸熔體表面，轉動，使沾潤良好；收頸：按照一定的直徑，控制好拉速收頸；放肩：控制好拉速和擴肩速度，等放肩直徑接近要求的晶體直徑時，提升拉速，晶體進入等徑生長階段；收尾：提高拉晶速度，逐步縮小晶體直徑，直到使晶體脫離液面，然后降低溫度，拉晶過程結束。采用上述方法后，晶體生長速度好，直徑一致性好。
【IPC分類】C30B15/00, C30B29/06
【公開號】CN105113003
【申請號】CN201510663271
【發明人】潘清躍, 王平
【申請人】江蘇華盛天龍光電設備股份有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年10月14日