[發明專利]一種直拉法制備單晶硅的加工工藝

在審

• 申請號: 201610736324.0
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN107794563A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 陳學強
• 申請（專利權）人: 江蘇永佳電子材料有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙)11316
• 代理人: 滑春生

1.一種直拉法制備單晶硅的加工工藝，其特征在于：包括以下步驟：

1)加料：將單晶硅原料及純硼放入石英坩堝內；

2)融化：關閉長晶爐，并抽成真空0.01mbar后，充入氮氣，氮氣的純度為 97％以上，氮氣壓力為 0.05-0.25MPa, 氮氣流量 70-110L/min，然后，打開石墨加熱器電源，加熱至熔化溫度 1420℃以上，將單晶硅原料及純硼熔化，并攪拌均勻；

3)縮頸生長：當硅熔體的溫度穩定到一定溫度后，將籽晶浸入硅熔體中，將籽晶以一定的拉速進行提升，使籽晶的直徑縮小到 3-7mm；

4)放肩生長：完成縮頸生長后，降低坩堝溫度與拉速，調整坩堝轉速和晶體轉速，使晶體增大到所需的直徑；

5)等徑生長：完成放肩生長后，調整坩堝溫度、拉速、坩堝轉速和晶體轉速，使晶棒直徑維持在正負 2mm 之間；所形成的直徑固定的部分即稱為等徑部分，單晶硅片取自于等徑部分；

6)尾部生長：完成等徑生長后，提高坩堝溫度、拉速，將晶棒的直徑縮小到成一尖點，且與液面分開；將完成尾部生長的晶棒被升至上爐室冷卻一段時間后取出，即完成一次生長周期。

2.根據權利要求1所述的一種直拉法制備單晶硅的加工工藝，其特征在于：所述步驟1中的純硼與單晶硅原料的質量比為5%-15%。

3.根據權利要求1所述的一種直拉法制備單晶硅的加工工藝，其特征在于：所述步驟2中攪拌的速率為1200r/min，攪拌時間為30s。

4.根據權利要求1所述的一種直拉法制備單晶硅的加工工藝，其特征在于：所述步驟3中的坩堝溫度為1420-1600℃，拉速為2.5-3.5mm/min。

5.根據權利要求1所述的一種直拉法制備單晶硅的加工工藝，其特征在于：所述步驟4中的坩堝溫度為900-1100℃，拉速為0.5-1.0mm/min，坩堝轉速為5-11rpm,晶體轉速為7-11rpm。

6.根據權利要求1所述的一種直拉法制備單晶硅的加工工藝，其特征在于：所述步驟5中的坩堝溫度為1200-1400℃，拉速為1.1-1.5mm/min，坩堝轉速為3-8rpm,晶體轉速為5-9rpm。

7.根據權利要求1所述的一種直拉法制備單晶硅的加工工藝，其特征在于：所述步驟6中的坩堝溫度為1400-1600℃，拉速為3.0-4.0mm/min。