一種直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅用摻雜裝置及摻雜方法
【專利摘要】一種直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅用摻雜裝置,包括固定支架、盛料杯、導(dǎo)流管、卸料杯、錐形底托及連接桿,固定支架上開設(shè)有通孔;盛料杯穿過該通孔并由其外壁上的凸緣搭載在固定支架上,盛料杯的下端連接導(dǎo)流管;卸料杯呈兩端開口的筒狀,其外壁上設(shè)有凸緣,該卸料杯套設(shè)在該盛料杯內(nèi),并可以沿盛料杯的內(nèi)壁上下移動(dòng);錐形底托的下端恰與卸料杯的內(nèi)壁接觸,并可沿卸料杯的內(nèi)壁上下移動(dòng);連接桿的上端連接單晶爐的籽晶提拉軸,并通過連接件連接固定支架,連接桿的下端連接錐形底托的上端。摻雜劑經(jīng)錐形底托與卸料杯間形成的縫隙流入盛料杯,并通過導(dǎo)流管流進(jìn)硅熔體中,能避免氣態(tài)摻雜元素逃逸損失,生長(zhǎng)出低電阻率、高摻雜的單晶硅。
【專利說明】一種直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅用摻雜裝置及摻雜方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種直拉法生長(zhǎng)單晶硅用摻雜裝置及摻雜方法,尤其涉及一種將摻雜劑摻雜到硅熔體中的摻雜裝置,以及在直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅過程中采用該摻雜裝置對(duì)硅熔體進(jìn)行摻雜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通過直拉法(Czochralski method)生長(zhǎng)單晶娃時(shí),需要根據(jù)單晶娃的規(guī)格、目的,在晶體生長(zhǎng)時(shí)控制其導(dǎo)電的類型及電阻率。其中,導(dǎo)電類型是由摻雜的元素外層電子的數(shù)量決定的,而電阻率(比電阻)的控制是通過控制在單晶硅生長(zhǎng)時(shí)硅熔體中所含有摻雜元素的濃度來實(shí)現(xiàn)的。
[0003]硅的外層電子有4個(gè),當(dāng)摻入的原子外層電子只有3個(gè)時(shí),與硅化學(xué)鍵結(jié)合時(shí)形成“空穴”。而當(dāng)摻雜的原子外層有5個(gè)電子時(shí),與硅化學(xué)鍵結(jié)合時(shí)將富余的“電子”。形成“空穴”導(dǎo)電的摻雜劑通常使用硼⑶,硼⑶的熔點(diǎn)比較高,容易控制電阻;而形成“電子”導(dǎo)電的通常選擇位于元素周期表V族的磷⑵、鋪(Sb)、砷(As)作為摻雜劑。磷⑵、鋪(Sb)、砷(As)熔點(diǎn)都低于硅(Si)的熔點(diǎn)。磷在硅中的固溶度高,可以獲得很低電阻率的單晶硅,但揮發(fā)在爐內(nèi)的磷,在清爐時(shí)由于接觸空氣而有氧化著火、甚至有火災(zāi)的危險(xiǎn)。因此,為了實(shí)現(xiàn)單晶硅的低電阻化,磷摻雜時(shí)使用量存在限度。銻對(duì)硅的固溶度低、在單晶硅的低電阻化方面是有限度的。因此為了得到低電阻的單晶硅,常常使用砷作為摻雜劑。
[0004]以砷作為摻雜劑,當(dāng)單晶娃直徑達(dá)到200mm時(shí),要求每爐(run)娃原料裝料量達(dá)到120~150kg甚至更大,同時(shí)單晶硅的低電阻化方面要求更高的摻雜濃度,這兩個(gè)因素決定每爐(run)砷的摻入量比直徑為150mm的單晶硅的摻入量增加了 3~6倍。
[0005]目前可以實(shí)現(xiàn)單晶硅 摻雜的技術(shù)很多。眾所周知的對(duì)于摻硼(B)或輕摻磷(P)常采用制成母合金后與硅原料一起裝填在石英坩堝內(nèi),加熱后含硼(B)或磷(P)的母合金一起熔化(共熔法)。采用一只坩堝拉制兩支或兩支以上單晶的技術(shù),或者需要對(duì)第二支晶體的電阻率進(jìn)行調(diào)整,可以將母合金投入硅熔體或?qū)⒛负辖鸹煸谛K的硅原料中投入石英坩堝內(nèi)(投入法)。這是業(yè)內(nèi)人士經(jīng)常采用的摻雜方法,適合揮發(fā)性差的摻硼或母合金。硼或母合金的摻入很少量的,一般情況下?lián)诫s劑的質(zhì)量在0.10~IOg范圍。
[0006]對(duì)于磷(P)、銻(Sb)、砷(As)低熔點(diǎn)元素,如果采用與硅原料一起裝填在石英坩堝內(nèi)一起熔化(共熔法),則在硅還未熔化為液相前低熔點(diǎn)的摻雜元素將汽化揮發(fā),隨即被氬氣氣流帶走;熔化后的硅熔體中摻雜劑濃度不能達(dá)到預(yù)期的濃度要求。如果采用投入法摻雜,當(dāng)摻雜元素料塊接觸硅熔體的瞬間,摻雜劑急速汽化的使硅熔體產(chǎn)生噴濺,石英坩堝壁、熱場(chǎng)部件沾上娃,造成其損壞。
[0007]對(duì)這類摻雜元素通常采用在硅熔體上方汽化后再吹入熔體(揮發(fā)法),中國(guó)專利ZL 01136694.X “一種用于直拉單晶制備中的摻雜方法及其裝置”提供了這種技術(shù)。該技術(shù)避免了硅的噴濺,摻雜后單晶爐內(nèi)很干凈,有利于晶體生長(zhǎng),得到了廣泛的應(yīng)用。如果每爐(run)砷(As)的摻入量達(dá)到600~1200g, —方面由于娃熔體表面吸收摻雜兀素速度的制約,有一部分的氣態(tài)砷(As)將從熔體上方逃逸損失;另一方面娃熔體近表層吸收摻雜兀素形成高濃度區(qū),高濃度的摻雜元素使無位錯(cuò)生長(zhǎng)晶體失去晶體結(jié)構(gòu)而回熔,再重復(fù)晶體生長(zhǎng)流程,已經(jīng)溶入熔體中的摻雜元素還有部分揮發(fā)。當(dāng)揮發(fā)量達(dá)到一定量時(shí),即使生長(zhǎng)出無位錯(cuò)的晶體,其電阻率也將超出規(guī)范要求而失去利用價(jià)值;為了避免這種情況,當(dāng)揮發(fā)量達(dá)到一定量時(shí)需要進(jìn)行補(bǔ)摻雜,難以獲得有理想電阻率的高摻雜單晶硅。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中“投入法”摻雜低熔點(diǎn)元素容易產(chǎn)生噴濺、“揮發(fā)法”摻雜雖然能避免噴濺但有氣態(tài)元素逃逸損失等缺陷,本發(fā)明的目的在于提供一種直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶娃用摻雜裝置。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用上述摻雜裝置的摻雜方法,通過使流體狀態(tài)的摻雜原料靠近熔體慢速跌入硅熔體中而實(shí)現(xiàn)摻雜。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0011]一種直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅用摻雜裝置,包括固定支架、盛料杯、導(dǎo)流管、卸料杯、錐形底托及連接桿,
[0012]該固定支架包括支腳和支撐面,該支撐面上開設(shè)有通孔;該通孔周圍的支撐面上對(duì)稱分布數(shù)個(gè)連接孔;
[0013]該盛料杯兩端開口,其上端外壁上設(shè)有凸緣,下端呈漏斗形,該盛料杯穿過固定支架的通孔并由其外壁上的凸緣搭載在固定支架上,該盛料杯的下端連接導(dǎo)流管;
[0014]該卸料杯呈兩端開口的筒狀,其外壁上設(shè)有凸緣,該卸料杯套設(shè)在該盛料杯內(nèi),并可以沿盛料杯的內(nèi)壁上下移動(dòng);
[0015]該錐形底托套設(shè)在卸料杯內(nèi),其下端恰與卸料杯的內(nèi)壁接觸,并可沿卸料杯的內(nèi)壁上下移動(dòng);
[0016]該連接桿的上端連接單晶爐的籽晶提拉軸,并通過數(shù)個(gè)連接件分別連接固定支架上的數(shù)個(gè)連接孔,該連接桿的下端連接錐形底托的上端。
[0017]所述卸料杯的凸緣距離所述盛料杯的凸緣1.0~3.0cm0
[0018]所述導(dǎo)流管的上端呈漏斗形,與所述盛料杯的下端內(nèi)壁相匹配,該導(dǎo)流管由透明石英玻璃制成。
[0019]所述導(dǎo)流管的下端呈直徑逐漸縮小的圓臺(tái)狀。
[0020]所述連接件為3~4根耐熱不銹鋼材質(zhì)的鋼絲繩。
[0021]一種采用上述摻雜裝置生長(zhǎng)低電阻率單晶硅的摻雜方法,包括以下步驟:
[0022](I)將摻雜劑置于摻雜裝置的卸料杯中,將摻雜裝置懸掛在單晶爐內(nèi),籽晶轉(zhuǎn)速為O ;進(jìn)行抽真空、檢漏、壓力化、加熱操作步驟;
[0023](2)待原 料多晶硅熔化以后,將工藝條件設(shè)置為:加熱功率為引晶功率+3KW ;?甘堝轉(zhuǎn)速為I~3rpm ;爐室壓力為20~80torr ;穩(wěn)定時(shí)間為I~2h ;
[0024](3)使用單晶爐的籽晶提拉軸快速將摻雜裝置降下,固定支架靠近單晶爐隔離閥時(shí),轉(zhuǎn)為點(diǎn)動(dòng)控制,使固定支架的支腳與單晶爐隔離閥座平穩(wěn)接觸,導(dǎo)流管的出料口距離硅熔體表面上方0.5~1.5cm ;;
[0025](4)繼續(xù)點(diǎn)動(dòng)控制下降籽晶提拉軸,卸料杯逐漸靠近盛料杯并落在盛料杯上,使錐形底托脫離卸料杯形成縫隙,使摻雜劑平穩(wěn)跌入硅熔體中;
[0026](5)摻雜完畢后,使用單晶爐的籽晶提拉軸快速向上將摻雜裝置提到副室,關(guān)閉單晶爐隔離閥,副室充氣后取出摻雜裝置,安裝籽晶,進(jìn)行晶體生長(zhǎng)程序。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0028]本發(fā)明的摻雜裝置通過使流體狀態(tài)摻雜原料慢速跌入硅熔體中而實(shí)現(xiàn)摻雜,進(jìn)一步防止了硅熔體的噴濺。采用該摻雜裝置能避免氣態(tài)摻雜元素逃逸損失,從而生長(zhǎng)出低電阻率、高摻雜的單晶硅。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明摻雜裝置的分解狀態(tài)示意圖。
[0030]圖2為本發(fā)明摻雜裝置組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3為本發(fā)明摻雜裝置的單晶爐結(jié)構(gòu)(懸掛)的剖面示意圖。
[0032]圖4為本發(fā)明摻雜裝置的單晶爐結(jié)構(gòu)(摻雜)的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下通過【具體實(shí)施方式】及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0034]如圖1、2所示,本發(fā)明的直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅用摻雜裝置,包括固定支架1、盛料杯2、導(dǎo)流管3、卸料杯4、錐形底托5及連接桿6,固定支架I包括支腳7和支撐面8,該支撐面8上開設(shè)有通孔9 ;該通孔9周圍的支撐面上對(duì)稱分布數(shù)個(gè)連接孔;盛料杯2兩端開口,其上端外壁上設(shè)有凸緣10·,下端呈漏斗形,盛料杯2穿過固定支架的通孔9并由其外壁上的凸緣10搭載在固定支架I上,盛料杯2的下端連接導(dǎo)流管3 ;卸料杯4呈兩端開口的筒狀,其外壁上設(shè)有凸緣11,卸料杯4套設(shè)在盛料杯2內(nèi),并可以沿盛料杯2的內(nèi)壁上下移動(dòng);錐形底托5套設(shè)在卸料杯4內(nèi),其下端恰與卸料杯的內(nèi)壁接觸,并可沿卸料杯4的內(nèi)壁上下移動(dòng);連接桿6的上端連接單晶爐的籽晶提拉軸,并通過數(shù)個(gè)連接件12分別連接固定支架上的數(shù)個(gè)連接孔,該連接件為3~4根耐熱不銹鋼材質(zhì)的鋼絲繩,連接桿6的下端連接錐形底托5的上端。
[0035]如圖3所示,該摻雜裝置通過連接桿6與單晶爐的籽晶提拉軸連接,懸掛在單晶爐內(nèi)。用于向硅熔體摻雜的固體摻雜劑13放置在錐形底托5與卸料杯4構(gòu)成的空間內(nèi)。此時(shí),卸料杯的凸緣11與盛料杯的凸緣10的距離為1.0~3.0cm,摻雜劑13、錐形底托5和卸料杯4的重量通過連接桿6分擔(dān),而固定支架1、盛料杯2和導(dǎo)流管3的重量由連接件12來承擔(dān)。
[0036]該摻雜裝置可以通過單晶爐的籽晶提拉軸進(jìn)行上升或下降運(yùn)動(dòng),下降到一定程度時(shí)固定支架的支腳7與單晶爐的隔離閥座8接觸,固定支架1、盛料杯2和導(dǎo)流管3的三個(gè)部件重量之和AW1(AW1 =Wam通過固定支架的支腳7傳遞給單晶爐,連接件12不再負(fù)重,籽晶提拉軸的重量減少了 AWl時(shí),表明本摻雜裝置通過隔離閥座與單晶爐完成對(duì)接。
[0037]單晶爐的籽晶提拉軸繼續(xù)下降時(shí),卸料杯4逐漸靠近盛料杯2并落在盛料杯2上,卸料杯的凸緣11與盛料杯的凸緣10的距離H將逐漸縮短到零,即卸料杯4落在盛料杯2上,此時(shí)摻雜劑13、錐形底托5的重量仍然由連接桿6來負(fù)擔(dān)。[0038]在前述條件下繼續(xù)下降單晶爐的籽晶提拉軸,此時(shí)摻雜裝置中只有錐形底托5可以向下運(yùn)動(dòng),錐形底托5與卸料杯4之間將相互分離,并出現(xiàn)環(huán)形空隙,由于重力作用摻雜劑13將從該環(huán)形空隙泄漏出來,落在盛料杯2內(nèi),通過單晶爐的籽晶提拉軸的位置調(diào)節(jié)空隙的大小,間接控制了摻雜劑13的泄料速度。
[0039]實(shí)施例1
[0040]將600g金屬砷(純度為6N)裝入石英料杯中,該石英料杯底部放置I塊厚度為2mm的硅片,該硅片可以阻擋部分熔體的熱輻射,減緩砷的蒸發(fā)速度;將裝有金屬砷石英料杯懸掛在一個(gè)上端封閉石英鐘罩內(nèi),石英料杯底部平面與石英鐘罩底面的距離保持在6”~12” ;在將有金屬砷的石英鐘罩懸掛在單晶爐的籽晶提拉軸上,內(nèi)有金屬砷的石英鐘罩下降到溫度高于硅熔點(diǎn)的120kg熔體上方,石英鐘罩底面與硅熔體的距離保持0.5”~1.0”,爐室壓力維持在40~IOOtorr,金屬砷受熱后汽化為As蒸汽,在5~IOmin內(nèi)As全部汽化而摻入硅熔體。
[0041]摻雜完畢后,使用單晶爐的籽晶提拉軸快速向上將石英鐘罩提到副室,關(guān)閉單晶爐隔離閥,副室充氣后取出石英鐘罩。安裝籽晶,進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)的晶體生長(zhǎng)程序,拉制一支直徑8”、生長(zhǎng)方向?yàn)椤?00〉、長(zhǎng)度約1250mm的高摻雜硅晶體I。
[0042]實(shí)施例2
[0043]1、將本發(fā)明的摻雜裝置(如圖2所示),懸掛在單晶爐的籽晶提拉軸上,所選摻雜劑為直徑為I~10mm、純度為6N的顆粒狀金屬砷,將600g摻雜劑均勻的放置在卸料杯與錐形底托構(gòu)成的底部封閉的空間內(nèi),保持摻雜裝置平衡,導(dǎo)流管下端開口垂直指向硅熔體。
[0044]2、待120kg原料多晶硅熔化以后,將硅熔體按以下工藝條件穩(wěn)定:
[0045](I)熱器功 率(KW)=引晶功率(KW)+3KW ;
[0046](2) i甘禍轉(zhuǎn)速(CR) = I ~3rpm ;
[0047](3)爐室壓力(FT) = 20 ~80torr ;
[0048](4)穩(wěn)定時(shí)間(hours):l_2h ;
[0049]3、使用單晶爐的籽晶提拉軸快速將摻雜裝置降下,固定支架靠近單晶爐隔離閥時(shí),轉(zhuǎn)為點(diǎn)動(dòng)控制:
[0050](I)確認(rèn)固定支架與單晶爐隔離閥座是否平穩(wěn)接觸,否則,向上提升摻雜裝置10~30cm,穩(wěn)定后再次操作;導(dǎo)流管的出料口距離娃熔體表面上方0.5~1.5cm。
[0051](2)繼續(xù)點(diǎn)動(dòng)控制下降籽晶提拉軸,此時(shí)籽晶提拉軸的重量減少了 AWl ;卸料杯逐漸靠近盛料杯并落在上面;
[0052](3)繼續(xù)點(diǎn)動(dòng)控制下降籽晶提拉軸,使錐形底托與卸料杯脫離,形成環(huán)形空隙,在5~15min內(nèi)將600g摻雜劑平穩(wěn)加入硅熔體中;
[0053]4、摻雜完畢后,使用單晶爐的籽晶提拉軸快速向上將摻雜裝置提到副室,關(guān)閉單晶爐隔離閥,副室充氣后取出摻雜裝置。安裝籽晶,進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)的晶體生長(zhǎng)程序,拉制一支直徑8”、生長(zhǎng)方向?yàn)椤?00〉、長(zhǎng)度約1250mm的高摻雜硅晶體2。
[0054]實(shí)施例3
[0055]1、將本發(fā)明的摻雜裝置(如圖2所示),懸掛在單晶爐的籽晶提拉軸上,所選摻雜劑為直徑I~10mm、純度為6N的顆粒狀金屬砷,將600g摻雜劑和1000g顆粒硅混合后,均勻的放置在卸料杯與錐形底托構(gòu)成的底部封閉的空間內(nèi),保持摻雜裝置平衡,導(dǎo)流管的下端開口垂直指向硅熔體。
[0056]2、待119kg原料多晶硅熔化以后,將硅熔體按以下工藝條件穩(wěn)定:
[0057](I)熱器功率(KW)=引晶功率(KW)+3KW ;
[0058](2)坩堝轉(zhuǎn)速(CR) = I ~3rpm ;
[0059](3)爐室壓力(FT) = 2O ~8Otorr ;
[0060](4)穩(wěn)定時(shí)間(hours):l_2h ;
[0061]3、使用單晶爐的籽晶提拉軸快速將摻雜裝置降下,固定支架靠近單晶爐隔離閥時(shí),轉(zhuǎn)為點(diǎn)動(dòng)控制,
[0062](I)確認(rèn)固定支架與單晶爐隔離閥座是否平穩(wěn)接觸,否則,向上提升摻雜裝置10~30cm,穩(wěn)定后再次操作;導(dǎo)流管的出料口端距離娃熔體表面上方0.5~1.5cm。
[0063](2)繼續(xù)點(diǎn)動(dòng)控制下降籽晶提拉軸,此時(shí)籽晶提拉軸的重量減少了 AWl ;卸料杯逐漸靠近盛料杯并落在上面;
[0064](3)繼續(xù)點(diǎn)動(dòng)控制下降籽晶提拉軸,,使錐形底托與卸料杯脫離,形成環(huán)形空隙,在10~20min內(nèi)將600g摻雜劑和1000g顆粒硅混合平穩(wěn)加入硅熔體中;
[0065]4、摻雜完畢后,使用單晶爐的籽晶提拉軸快速向上將摻雜裝置提到副室,關(guān)閉單晶爐隔離閥,副室充氣后取出摻雜裝置。安裝籽晶,進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)的晶體生長(zhǎng)程序,拉制一支直徑8”、生長(zhǎng)方向?yàn)椤?00〉、長(zhǎng)度約1250mm的高摻雜硅晶體3。
[0066]實(shí)施例1是采用揮發(fā)法摻雜,拉制的晶體作為對(duì)照組晶體,編號(hào)為“晶體I” ;實(shí)施例2是采用本發(fā)明摻雜裝置將顆粒狀金屬砷投入到硅熔體中進(jìn)行摻雜,拉制的晶體編號(hào)為“晶體2” ;實(shí)施例3是采用本發(fā)明摻雜裝置將顆粒狀金屬砷和顆粒硅的混合物投入到硅熔體中進(jìn)行摻雜,拉制的編號(hào)為“晶體3”。三支晶體都是在120kg熔體摻入600g高純度砷,在相同的單晶爐采用標(biāo)準(zhǔn)的晶體生長(zhǎng)程序生長(zhǎng)的,即除了摻雜方式不相同以外,其它條件是一樣的。
[0067]這三支晶體截?cái)嗳コ^尾,從頭到尾每段大致按400mm分成A、B、C三段。分別在A、B、C段頭部及C段尾部切取厚度2_樣片、樣片處理后用四探針測(cè)試圓片中心位置的電阻率,電阻率測(cè)試的數(shù)據(jù)見表1。
[0068]表1實(shí)施例1~3所獲得高摻雜晶體的電阻率
[0069]
【權(quán)利要求】
1.一種直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅用摻雜裝置,其特征在于,包括固定支架、盛料杯、導(dǎo)流管、卸料杯、錐形底托及連接桿, 該固定支架包括支腳和支撐面,該支撐面上開設(shè)有通孔;該通孔周圍的支撐面上對(duì)稱分布數(shù)個(gè)連接孔; 該盛料杯兩端開口,其上端外壁上設(shè)有凸緣,下端呈漏斗形,該盛料杯穿過固定支架的通孔并由其外壁上的凸緣搭載在固定支架上,該盛料杯的下端連接導(dǎo)流管; 該卸料杯呈兩端開口的筒狀,其外壁上設(shè)有凸緣,該卸料杯套設(shè)在該盛料杯內(nèi),并可以沿盛料杯的內(nèi)壁上下移動(dòng); 該錐形底托套設(shè)在卸料杯內(nèi),其下端恰與卸料杯的內(nèi)壁接觸,并可沿卸料杯的內(nèi)壁上下移動(dòng); 該連接桿的上端連接單晶爐的籽晶提拉軸,并通過數(shù)個(gè)連接件分別連接固定支架上的數(shù)個(gè)連接孔,該連接桿的下端連接錐形底托的上端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅用摻雜裝置,其特征在于,所述卸料杯的凸緣距離所述盛料杯的凸緣1.0~3.0cm0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅用摻雜裝置,其特征在于,所述導(dǎo)流管的上端呈漏斗形,與所述盛料杯的下端內(nèi)壁相匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅用摻雜裝置,其特征在于,所述導(dǎo)流管由透明石英玻璃制成。
5.根據(jù) 權(quán)利要求1所述的直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅用摻雜裝置,其特征在于,所述導(dǎo)流管的下端呈直徑逐漸縮小的圓臺(tái)狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉法生長(zhǎng)低電阻率單晶硅用摻雜裝置,其特征在于,所述連接件為3~4根耐熱不銹鋼材質(zhì)的鋼絲繩。
7.一種采用權(quán)利要求1所述的摻雜裝置生長(zhǎng)低電阻率單晶硅的摻雜方法,其特征在于,包括以下步驟: (1)將摻雜劑置于摻雜裝置的卸料杯中,將摻雜裝置懸掛在單晶爐內(nèi),籽晶轉(zhuǎn)速為O;進(jìn)行抽真空、檢漏、壓力化、加熱操作步驟; (2)待原料多晶硅熔化以后,將工藝條件設(shè)置為:加熱功率為引晶功率+3KW;坩堝轉(zhuǎn)速為I~3rpm ;爐室壓力為20~80torr ;穩(wěn)定時(shí)間為I~2h ; (3)使用單晶爐的籽晶提拉軸快速將摻雜裝置降下,固定支架靠近單晶爐隔離閥時(shí),轉(zhuǎn)為點(diǎn)動(dòng)控制,使固定支架的支腳與單晶爐隔離閥座平穩(wěn)接觸,導(dǎo)流管的出料口距離硅熔體表面上方0.5~1.5cm ; (4)繼續(xù)點(diǎn)動(dòng)控制下降籽晶提拉軸,卸料杯逐漸靠近盛料杯并落在盛料杯上,使錐形底托脫離卸料杯形成縫隙,使摻雜劑平穩(wěn)跌入硅熔體中; (5)摻雜完畢后,使用單晶爐的籽晶提拉軸快速向上將摻雜裝置提到副室,關(guān)閉單晶爐隔離閥,副室充氣后取出摻雜裝置,安裝籽晶,進(jìn)行晶體生長(zhǎng)程序。
【文檔編號(hào)】C30B29/06GK103849927SQ201210505550
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】王學(xué)鋒, 鄧德輝, 高朝陽(yáng), 曾澤紅, 鄭沉, 方峰 申請(qǐng)人:有研半導(dǎo)體材料股份有限公司, 國(guó)泰半導(dǎo)體材料有限公司