專利名稱：去除硅單晶中重金屬雜質的方法
技術領域：
本發明涉及除去硅單晶半導體材料中重金屬雜質的方法。
目前把影響硅單晶載流子壽命的鐵、銅、金等重金屬雜質從硅單晶中驅除的方法主要有內吸雜和外吸雜兩種，內吸雜是利用氧沉淀及其產生的缺陷吸除金屬雜質，從而在硅片表面形成一個重金屬雜質原子濃度大大下降了的潔凈區。外吸雜有背面磷擴散、背面噴沙、背面激光損傷、背面離子注入損傷、背面硅氮化合物沉積、背面多晶硅沉積等。這兩種方法均是利用硅片內部或硅片背面形成的缺陷吸除硅片表面工作區(制造器件的區域)的金屬雜質，但被吸除的金屬雜質仍留在硅片中。因此被吸除的雜質有可能在后道工序中(如高溫處理)通過擴散重新進入器件的工作區內。
鑒于上述，本發明的目的是提供一種簡便、可靠、能徹底去除硅單晶中重金屬雜質的方法。
本發明的技術解決方案是把硅單晶浸入熔化的對硅單晶載流子壽命無影響的高純度錫或鎵或鋁或銦或鉛或它們的組合的金屬熔體中，利用硅單晶中有害重金屬在金屬熔體中的溶解度遠大于在硅單晶中溶解度的特點，使硅單晶中的有害重金屬雜質擴散到金屬熔體中，而實現徹底去除重金屬雜質之目的。
具體操作包括如下步驟1)將高純度的錫或鎵或鋁或銦或鉛金屬或它們的組合置于坩堝中熔化成金屬熔體。
2)將硅單晶預熱至與金屬熔體相近的溫度，然后浸入金屬熔體中，硅單晶的有害重金屬雜質將通過擴散進入金屬熔體。
3)去雜質完畢，從金屬熔體中取出硅單晶。
通常，為了防止硅單晶在金屬熔體中溶解，可采取在將硅單晶浸入金屬熔體前，先在金屬熔體中加入硅，用硅飽和金屬熔體。
以下結合附圖
，以錫為例詳細敘述本發明。
錫的熔點為292℃，沸點為2270℃，所以在292℃～2270℃間錫呈液態存在。首先將高純的錫置于坩堝1中熔化成熔錫2，然后用硅飽和熔錫，再將硅單晶3預熱到與熔錫相近的溫度后浸入熔錫中，并保持熔錫在某一適當溫度使其不凝固，這時，硅單晶中的有害重金屬雜質將通過擴散到達硅單晶表面，最后進入到熔錫中。吸雜所需時間根據雜質含量及硅單晶的尺寸確定，當硅單晶中的有害重金屬雜質被熔錫吸除后，從熔錫中取出硅單晶，并除去表面殘留的錫。
通常，為避免沾污，可將爐體抽真空并通入氫氣或氮氣等氣體。
由于本發明的方法是將硅單晶中清除出來的有害重金屬雜質溶于金屬熔體，而不再存留在硅單晶上，故可避免被去除的雜質在后道工序中重新回到工作區，該方法比傳統的吸雜方法簡便可靠，去除雜質更徹底。
權利要求
1．去除硅單晶中重金屬雜質的方法，其特征在于包括如下操作步驟1)將高純度的錫或鎵或鋁或銦或鉛金屬或它們的組合置于坩堝中熔化成金屬熔體。2)將硅單晶預熱至與金屬熔體相近的溫度，然后浸入金屬熔體中，硅單晶的有害重金屬雜質將通過擴散進入金屬熔體。3)去雜質完畢，從金屬熔體中取出硅單晶。
2．按權利要求1所述的去除硅單晶中重金屬雜質的方法，其特征是在將硅單晶浸入金屬熔體前，先用硅飽和金屬熔體。
全文摘要
本發明公開的去除硅單晶中重金屬雜質的方法,是利用鐵、銅、金等有害重金屬在金屬熔體中的溶解度遠大于在硅單晶中溶解度的特點,把硅單晶浸入熔化的對硅單晶載流子壽命無影響的高純錫或鎵或鋁或銦或鉛或它們的組合的金屬熔體中,使硅單晶中的有害重金屬雜質擴散到金屬熔體中,而實現徹底去除硅單晶中重金屬雜質之目的,該方法設備簡便,操作方便。
文檔編號C30B33/00GK1285422SQ9911783
公開日2001年2月28日 申請日期1999年8月23日 優先權日1999年8月23日
發明者季振國, 樊瑞新, 闕端麟 申請人:浙江大學