一種直拉法單晶硅生長中的摻嫁工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于單晶硅生長工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及直拉法單晶硅生長過程中的加料工序，具體地說是一種加料工序中摻雜劑--鎵的摻雜工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，直拉法單晶硅生長流程大致為:加料-熔化-引晶-放肩-等徑生長-收尾工序步驟，其中加料步驟主要是將晶硅原料和摻雜劑放入加料桶內(nèi)。摻雜劑的種類是按照導電類型N或P而定的，P型的摻雜劑一般為鎵，N型摻雜劑一般為磷。以鎵為摻雜劑時，摻雜劑的摻雜做法分兩種:一種是將晶硅原料與鎵同時放入加料桶內(nèi)，接著進行單晶硅生長的第二步一熔化步驟，由于鎵的熔點為29.76°，鎵會提前熔化，進而粘連在加料桶內(nèi)導致?lián)诫s量不準確，嚴重影響硅棒品質(zhì)。另外一種做法是:先將晶硅原料放入加料桶內(nèi)進行熔化步驟，再合理調(diào)整溫度將鎵放入，在此加合金步驟之后進行引晶-放肩步驟，這種做法無疑會降低工作效率，操作難度增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決上述問題，設計了一種直拉法單晶硅生長中的摻嫁工藝，本重摻雜工藝可以提高鎵摻雜量的準確性，還可以將直拉法單晶硅生長過程中的加合金步驟省略，大大提高生產(chǎn)效率。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種直拉法單晶硅生長中的摻嫁工藝，關(guān)鍵在于:所述工藝在環(huán)境溫度為20-25°C之內(nèi)進行，其工藝步驟中包括:
[0005]A、稱重:據(jù)工藝要求，稱取金屬鎵0.8-1克置于合金勺內(nèi)；
[0006]B、熔化:將上述合金勺放入熔化爐內(nèi)，控制爐內(nèi)溫度50-60°C，熔化時間4-7min得到熔融液；
[0007]C、快速冷卻:在籽晶端面上開槽，之后進行腐蝕清理，將熔融液倒入籽晶端面上，然后用夾持器以端面垂直向上夾持住籽晶放入冷凍室冷卻，冷卻時間大于3min，冷卻溫度-10—0。。；
[0008]D、存放、備用:將籽晶從冷凍室內(nèi)取出，存放于專用容器內(nèi)，備用。
[0009]所述的籽晶為方籽晶，其端面為正方形。
[0010]所述的開槽方式為4*3，槽深度小于Imm0[0011 ] 所述的腐蝕清理包括如下步驟:
[0012]I)、將籽晶放入已配有分析純硝酸和分析純氫氟酸的塑料盒中，其中，分析純硝酸與分析純氫氟酸體積比為￠-8):1，用塑料條攪拌，以使籽晶表面腐蝕均勻；
[0013]2)、待腐蝕合格后，迅速撈入水中，以免造成氧化；
[0014]3)、將籽晶擦干裝袋。
[0015]本發(fā)明的關(guān)鍵在于:改變了傳統(tǒng)的慣性思維，將摻雜劑一鎵熔入籽晶中，而不是在加料工序中加入也不是在后序引晶-放肩步驟前加入。這樣，既避免了在單晶硅生長過程中的熔化步驟中由于鎵熔點低而導致的加入量不準確的問題，又可以降低控制難度，提高生產(chǎn)效率。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:1、本工藝的實施使得后續(xù)拉晶工藝中的“加合金”步驟省略，大大提高了工作效率，這種效果是之前難以預料的；2、本工藝有效避免了傳統(tǒng)的晶硅原料與鎵一起加料一熔化后而產(chǎn)生的加料不準確的問題，使得摻雜劑的加入量精準，進而提尚了單晶娃的品質(zhì)。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0018]一種直拉法單晶硅生長中的摻嫁工藝，所述工藝在環(huán)境溫度為20-25°C之內(nèi)進行，其工藝步驟中包括:
[0019]A、稱重:據(jù)工藝要求，稱取金屬鎵0.8-1克置于合金勺內(nèi)；
[0020]B、熔化:將上述合金勺放入熔化爐內(nèi)，控制爐內(nèi)溫度50-60°C，熔化時間4-7min得到熔融液；
[0021]C、快速冷卻:在籽晶端面上開槽，之后進行腐蝕清理:1)、將籽晶放入已配有分析純硝酸和分析純氫氟酸的塑料盒中，其中，分析純硝酸與分析純氫氟酸體積比為(6-8):1，用塑料條攪拌，以使籽晶表面腐蝕均勻；2)、待腐蝕合格后，迅速撈入水中，以免造成氧化；3)、將籽晶擦干裝袋；將袋中的籽晶取出后，將熔融液倒入籽晶端面上，然后用夾持器以端面垂直向上夾持住籽晶放入冷凍室冷卻，冷卻時間大于3min，冷卻溫度-10 — 0°C ;
[0022]D、存放、備用:將籽晶從冷凍室內(nèi)取出，存放于專用容器內(nèi)，備用。
[0023]這樣，在直拉法單晶硅生長過程中，依次進行下列步驟:1、加料:將晶硅原料放入石英坩禍內(nèi)；2、熔化:當加完晶硅原料于石英坩禍內(nèi)后，單晶爐關(guān)閉并抽真空使之維持在一定的壓力范圍，然后加熱至熔化溫度1420°C以上，將晶硅原料熔化；3、引晶:當硅熔液的溫度穩(wěn)定后，將籽晶從專用容器內(nèi)取出并慢慢浸入硅熔液中；4、放肩；5、等徑生長；6、收尾；7、冷卻。在長完晶身部分之后，如果立刻將晶棒與液面分開，那么熱應力將使得晶棒出現(xiàn)為錯和滑移線。于是為了避免此問題的而發(fā)生，必須將晶棒的直徑慢慢縮小，直到成一個尖點而與液面分開。這個過程稱為收尾。
[0024]可見，本摻雜鎵工藝在保證晶棒品質(zhì)的基礎上，可以將直拉法單晶硅生長過程中的引晶、放肩步驟前的“加合金”步驟省略，提高電阻率準確率的同時，大大提高了生產(chǎn)效率。
【主權(quán)項】
1.一種直拉法單晶硅生長中的摻嫁工藝，其特征在于:所述工藝在環(huán)境溫度為20-25°C之內(nèi)進行，其工藝步驟中包括: A、稱重:據(jù)工藝要求，稱取金屬鎵0.8-1克置于合金勺內(nèi)； B、熔化:將上述合金勺放入熔化爐內(nèi)，控制爐內(nèi)溫度50-60°C，熔化時間4-7min得到熔融液； C、快速冷卻:在籽晶端面上開槽，之后進行腐蝕清理，將熔融液倒入籽晶端面上，然后用夾持器以端面垂直向上夾持住籽晶放入冷凍室冷卻，冷卻時間大于3min，冷卻溫度-10—0。。； D、存放、備用:將籽晶從冷凍室內(nèi)取出，存放于專用容器內(nèi)，備用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直拉法單晶硅生長中的摻嫁工藝，其特征在于:所述的籽晶為方籽晶，其端面為正方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直拉法單晶硅生長中的摻嫁工藝，其特征在于:所述的開槽方式為4*3，槽深度小于1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直拉法單晶硅生長中的摻嫁工藝，其特征在于:所述的腐蝕清理包括如下步驟: 1)、將籽晶放入已配有分析純硝酸和分析純氫氟酸的塑料盒中，其中，分析純硝酸與分析純氫氟酸體積比為出-8):1，用塑料條攪拌，以使籽晶表面腐蝕均勻； 2)、待腐蝕合格后，迅速撈入水中，以免造成氧化； 3)、將籽晶擦干裝袋。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直拉法單晶硅生長中的摻嫁工藝，屬于單晶硅生長工藝技術(shù)領(lǐng)域，所述工藝在環(huán)境溫度為20-25℃之內(nèi)進行，其工藝步驟中包括：A、稱重：據(jù)工藝要求，稱取金屬鎵0.8-1克置于合金勺內(nèi)；B、熔化：將上述合金勺放入熔化爐內(nèi)，控制爐內(nèi)溫度50-60℃，熔化時間4-7min得到熔融液；C、快速冷卻：在籽晶端面上開槽，之后進行腐蝕清理，將熔融液倒入籽晶端面上，然后用夾持器以端面垂直向上夾持住籽晶放入冷凍室冷卻，冷卻時間大于3min，冷卻溫度-10—0℃；D、存放、備用：將籽晶從冷凍室內(nèi)取出，存放于專用容器內(nèi)，備用。本重摻雜工藝可以提高鎵摻雜量的準確性，還可以將直拉法單晶硅生長的后序引晶、放肩步驟前的“加合金”步驟省略，大大提高生產(chǎn)效率。
【IPC分類】C30B15-00, C30B29-06
【公開號】CN104775150
【申請?zhí)枴緾N201510151623
【發(fā)明人】路鵬, 李世杰, 黃永恩, 史志明, 范全東, 武哲
【申請人】寧晉賽美港龍電子材料有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月1日