專利名稱：超重摻As的晶棒拉制方法
技術領域：
本發明涉及一種超重摻As的晶棒拉制方法。
背景技術：
在不同的應用領域，對單晶晶棒的電阻率有不同的要求。在有些應用領域，要求單晶晶棒的電阻率低于0. 003歐姆·厘米；而在其他一些領域，要求單晶晶棒的電阻率低于 0.0022歐姆·厘米。現有技術的單晶硅晶棒中，隨著As的摻入濃度增加，電阻率會有所降低。但在拉晶過程中，As摻入晶棒中并非像摻入硅熔湯中那樣容易。因為在拉晶工藝中， 先后經過裝料、熔化、引晶、縮頸、放肩、等徑生長、收尾幾個階段，每一根晶棒的拉制需要十幾個小時甚至幾十個小時時間。因此，即使As能熔入石英坩堝中的硅熔湯內，但由于As的蒸氣壓相當大，在拉晶的幾十個小時內，As會從液面揮發散失。As從液面揮發散失將會降低晶棒中的As摻雜濃度，從而使得晶棒中的電阻率過高無法達到使用要求，即使部分晶棒能夠使用，但晶棒良率較低。影響晶棒的生長速度的一個重要因素是爐筒內的壓力大小，壓力大，成晶較難，成晶時間較長；壓力小，成晶相對較容易，晶棒生長周期較短。因此，如何提高晶棒中的As摻雜濃度以降低其電阻率，是本領域的一個重要技術問題。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種可提高As摻雜濃度的超重摻As的晶棒拉制方法。為實現以上目的，本發明通過以下技術方案實現超重摻As的晶棒拉制方法，其特征在于，拉晶時，保持爐筒內壓力為55 SOTorr。優選地是，拉晶時，保持爐筒內壓力為55 65Torr。優選地是，拉晶過程中，逐漸增大爐筒內壓力。優選地是，晶棒長度為O-IOOmm時，爐筒內的壓力為54_56Torr ；晶棒長度為 100-300mm時，爐筒內的壓力增加為57-58Torr ；晶棒長度為300-900mm時，爐筒內壓力增加為 59_6ITorrο優選地是，拉晶過程中，引晶時石英坩堝的轉速為10 15rpm。優選地是，拉晶過程中，引晶時石英坩堝的轉速為12 14rpm。本發明通過選擇合適的拉晶工藝的參數，在保持長晶速度符合要求的情況下，降低As的揮發速率，減少As的揮發損失，提高晶棒中的As摻雜濃度，生產的晶棒電阻率最低可達到0.00178歐姆·厘米。引晶過程，選擇合適的石英坩堝的轉速，可以改善熔湯內的熱對稱性，并使得熔湯溫度更容易平衡，從而縮短引晶過程到實現等徑生長的過程時間，也可減少As的揮發損失，提高晶棒中的As的摻雜濃度。晶棒良率較高，電阻率小于0. 0022歐姆·厘米部分，良率最高可以達到74. 32%。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進行 詳細的描述對比實施例1 改造前的拉晶工藝1.引晶時，石英坩堝轉速為8rpm，熔湯溫度穩定的速度較慢， 引晶過程到實現等徑生長的過程時間較長，整個長晶過程通常持續約35小時。As的揮發損失較多。2.拉晶過程中，爐筒內壓力較低，為35T0rr，As的揮發損失較多，因此整個晶棒中的As的摻雜濃度較低。對比實施例2引晶時石英坩堝的轉速為lOrpm。爐筒內壓力為40Τοπ·。對比實施例3引晶時石英坩堝的轉速為12rpm。爐筒內壓力為45Torr。實施例1超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為65ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為14rpm。實施例2超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為55ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為14rpm。實施例3超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為58ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為14rpm。實施例4超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為62ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為14rpm。實施例5超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為70ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為14rpm。實施例6超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為50ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為14rpm。實施例7超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為60ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為14rpm。實施例8超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為68ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為14rpm。實施例9超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為65ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為13rpm。實施例10超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為50Τοπ·。引晶時，石英坩堝的轉速為12rpm。實施例11超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為55ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為13rpm。實施例12超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為62ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為13rpm。實施例13超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為55ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為14rpm。實施例14超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力，使爐筒內壓力保持為59ΤΟΠ·。引晶時，石英坩堝的轉速為12rpm。實施例15超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力。在拉晶過程中，逐漸使爐筒內壓力增加。在拉晶過程中，逐漸增大爐筒內的壓力。晶棒長度為O-IOOmm 時，爐筒內的壓力為55Torr ；晶棒長度為100-300mm時，爐筒內的壓力為58Torr ；晶棒長度為300-900mm時，爐筒內壓力為60Torr。石英坩堝的轉速始終為14rpm。實施例I6超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力。在拉晶過程中，逐漸使爐筒內壓力增加。在拉晶過程中，逐漸增大爐筒內的壓力。晶棒長度為O-IOOmm 時，爐筒內的壓力為54Torr ；晶棒長度為100-300mm時，爐筒內的壓力為57. 5Torr ；晶棒長度為300-900mm時，爐筒內壓力為61Torr。石英坩堝的轉速始終為13rpm。實施例17超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力。在拉晶過程中，逐漸使爐筒內壓力增加。在拉晶過程中，逐漸增大爐筒內的壓力。晶棒長度為O-IOOmm 時，爐筒內的壓力為56Torr ；晶棒長度為100-300mm時，爐筒內的壓力為57Torr ；晶棒長度為300-900mm時，爐筒內壓力為60Torr。石英坩堝的轉速始終為12rpm。實施例18超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力。在拉晶過程中，逐漸使爐筒內壓力增加。在拉晶過程中，逐漸增大爐筒內的壓力。晶棒長度為O-IOOmm 時，爐筒內的壓力為55Torr ；晶棒長度為100-300mm時，爐筒內的壓力為58Torr ；晶棒長度為300-900mm時，爐筒內壓力為59Torr。石英坩堝的轉速始終為13rpm。實施例19超重摻As的晶棒拉制方法，拉晶時，采用Ar氣體使爐筒內保持壓力。在拉晶過程中，逐漸使爐筒內壓力增加。在拉晶過程中，逐漸增大爐筒內的壓力。晶棒長度為O-IOOmm 時，爐筒內的壓力為54Torr ；晶棒長度為100-300mm時，爐筒內的壓力為57Torr ；晶棒長度為300-900mm時，爐筒內壓力為59Torr。石英坩堝的轉速始終為15pm。實施例1-19除爐筒內的壓力和坩堝轉速外其他的拉晶步驟及各步驟的工藝參數，與對比實施例中爐筒內的壓力和坩堝轉速外其他的拉晶步驟及各步驟的工藝參數相同。且除爐筒內的壓力和坩堝轉速外其他的拉晶步驟及各步驟的工藝參數均為現有技術， 在此不再贅述。可以看出，使用本發明方法，可以增加拉晶的良率。通過選用合適的工藝條件，甚至可以使得整支晶棒的電阻率均小于0. 0022歐姆·厘米，良率可以達到74. 32%。單晶一次良率有明顯提高，實際生產過程中，綜合考慮并選用合適工藝，一次良率達到約60. 36%。實施例1-8與 對比實施例1-3的數據對比如下表
權利要求
1.超重摻As的晶棒拉制方法，其特征在于，拉晶時，保持爐筒內壓力為55 80ΤΟΠ·。
2.根據權利要求1所述的超重摻As的晶棒拉制方法，其特征在于，拉晶時，保持爐筒內壓力為55 65Torr。
3.根據權利要求1所述的超重摻As的晶棒拉制方法，其特征在于，拉晶過程中，逐漸增大爐筒內壓力。
4.根據權利要求3所述的超重摻As的晶棒拉制方法，其特征在于，晶棒長度為 O-IOOmm時，爐筒內的壓力為54_56Torr ；晶棒長度為100-300mm時，爐筒內的壓力增加為 57-58Torr ；晶棒長度為300_900mm時，爐筒內壓力增加為59_61Torr。
5.根據權利要求1所述的超重摻As的晶棒拉制方法，其特征在于，拉晶過程中，引晶時石英坩堝的轉速為10 15rpm。
6.根據權利要求5所述的超重摻As的晶棒拉制方法，其特征在于，拉晶時，石英坩堝的轉速為12 14rpm。
全文摘要
本發明公開了一種超重摻As的晶棒拉制方法，其特征在于，拉晶時，保持爐筒內壓力為55～80Torr。本發明通過選擇合適的拉晶工藝的參數，在保持長晶速度符合要求的情況下，降低As的揮發速率，減少As的揮發損失，提高晶棒中的As摻雜濃度，生產的晶棒電阻率最低可達到0.00178歐姆·厘米。引晶過程，選擇合適的石英坩堝的轉速，可以改善熔湯內的熱對稱性，并使得熔湯溫度更容易平衡，從而縮短引晶過程到實現等徑生長的過程時間，也可減少As的揮發損失，提高晶棒中的As的摻雜濃度。電阻率小于0.0022歐姆·厘米部分晶棒良率，最高可以達到74.32％。
文檔編號C30B15/00GK102345155SQ20111023182
公開日2012年2月8日 申請日期2011年8月14日 優先權日2011年8月14日
發明者尚海波, 韓建超 申請人:上海合晶硅材料有限公司