[發明專利]單晶硅生長控制方法

有效

• 申請號: 201510865764.1
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN105401212B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 張俊寶;宋洪偉
• 申請（專利權）人: 上海超硅半導體有限公司
• 主分類號: C30B15/20
• 分類號: C30B15/20;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種單晶硅生長控制方法；采用反射及冷卻裝置第一豎直段(2)對硅晶棒上920℃-700℃區域進行降溫，使這一溫度區域的長度小于200mm，控制提拉硅單晶棒的速度大于1.12mm/min，使晶棒在這一溫度區間的停留時間小于180min；其特征在于反射及冷卻裝置的第一豎直段(2)的長度為250mm；距離硅單晶棒的側面的距離為20-30mm；第一豎直段(2)表面粗糙度為8-10μm；表面鍍有碳化硅多孔陶瓷鍍層，鍍層的厚度為2.42μm，鍍層內孔徑大小控制在1.2μm-1.5μm；采用半拋物線弧形段(3)反射硅熔融液的輻射紅外線，照射生長界面處的硅單晶棒側面，降低側表面的降溫速度，從而降低硅單晶棒生長界面處中心與表面的溫度梯度；其特征還在于反射及冷卻裝置的半拋物線弧形段(3)，形狀為半拋物線形成的弧形段，拋物線的開口向晶棒，開口高度為130mm-150mm；反射由硅融熔液和晶棒發的紅外線，形成一束水平射線，照射硅單晶棒的側面，降低生長界面處硅單晶棒的中心溫度和側面溫度梯度，即降低徑向溫度梯度；控制反射及冷卻裝置水平段(4)與熔液的表面距離，提高SiO的擴散速度；采用光潔表面反射高溫坩堝壁射線，避免對晶棒產生影響。

2.根據權利要求1所述的一種單晶硅生長控制方法，其特征在于拉晶過程中，冷卻水的進入溫度為25℃，出口的溫度小于50℃，控制硅單晶棒920℃-700℃溫度區間的長度小于200mm，提拉硅單晶棒的速度大于1.12mm/min。

3.根據權利要求1所述的單晶硅生長控制方法，其特征在于反射及冷卻裝置的水平段(4)長度為20-30mm，距離硅熔融液的高度為20-40mm。

4.根據權利要求1所述的單晶硅生長控制方法，其特征在于反射及冷卻裝置的第二豎直段(5)與坩堝壁距離10-20mm；反射坩堝壁的能量，尤其是拉晶后期，熔體總量下降，坩堝壁的輻射量增加，第二豎直段(5)反射防止坩堝壁的輻射對晶體的影響。

5.根據權利要求1所述的單晶硅生長控制方法，其特征在于半拋物線弧形段(3)、水平段(4)和第二豎直段(5)由金屬鉻制造，表面拋光，光潔度要求為Ra不大于0.1μm，表面鍍有高純石英玻璃鍍層，鍍層的厚度為0.86μm。