[發明專利]單晶硅制造工藝

無效

• 申請號: 201110430416.3
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN103173850A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 袁文寶
• 申請（專利權）人: 卉欣光電科技（江蘇）有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種單晶硅制造工藝，是一種通過直拉法（Czochralski法）制造單晶硅的工藝，其特征在于：所述工藝包括以下步驟：

（1）多晶硅的裝料和熔化：

a)將高純多晶硅料粉碎，并在硝酸和氫氟酸的混合溶液中清洗外表面，除去可能的金屬雜質；

b)將粉碎后的高純多晶硅料放入高純的石英坩堝內；

c)將石英坩堝放入單晶爐中的石墨坩堝中；

d)將單晶爐抽真空，再充入保護氣，最后加熱升溫，加熱溫度超過硅材料的熔點1412℃，使硅材料充分熔化；

（2）引晶：

a)選用已經精確定向的單晶作為籽晶，所述單晶可以是長方形或圓柱形，直徑為8mm，長為120mm，籽晶截面的法線方向為直拉單晶硅晶體的生長方向，為<111>或<100>方向；

b)對籽晶進行化學拋光；

c)多晶硅溶化后，對熔硅進行保溫至熔硅的溫度和流動達到穩定；

d)將方形<100>方向的單晶籽晶固定在籽晶軸上，并和籽晶軸一起旋轉；

e)將籽晶緩緩下降，距液面10mm處暫停片刻，待籽晶溫度接近熔硅溫度時，將籽晶輕輕浸入熔硅，使頭部首先少量溶解，然后和熔硅形成一個固液界面；

f)將籽晶逐步上升，與籽晶相連并離開固液界面的硅溫度降低，形成單晶硅；

（3）縮頸：快速向上提拉籽晶，使新結晶的單晶硅的直徑達到3mm，長度約為此時晶體直徑的6～10倍，旋轉速度為2～10rpm；所述石英坩堝沿晶體相反方向旋轉，晶體的旋轉速度比石英坩堝快1～3倍；

（4）放肩：將晶體控制到所需的目標直徑；

（5）等徑生長：所述石英坩堝和晶體相互反方向旋轉，晶體的旋轉速度為2.5～20rpm，石英坩堝的旋轉速度為-1.25～-10rpm；根據熔體和單晶爐的狀況，控制晶體等徑生產所需長度；

（6）收尾：晶體直徑逐漸縮小，離開熔體；

（7）降溫：降低溫度，逐漸冷卻溫度。

2.根據權利要求1所述的單晶硅制造工藝，其特征在于：所述步驟（2）的a)中籽晶截面的法線方向為<100>方向。

3.根據權利要求1所述的單晶硅制造工藝，其特征在于：所述步驟（5）的晶體的旋轉速度為10rpm，石英坩堝的旋轉速度為-5rpm。