[發明專利]一種降低單晶棒假性高電阻的方法

在審

• 申請號: 201711056855.6
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107761173A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 付家云;夏志科;夏年豐;吳平;趙軍;胡瑾;曾霞
• 申請（專利權）人: 四川永祥硅材料有限公司
• 主分類號: C30B33/02
• 分類號: C30B33/02;C30B29/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王學強,羅滿

技術領域

本發明涉及一種熱處理工藝，具體涉及一種降低單晶棒假性高電阻的方法。

背景技術

近年來，各種晶體材料，特別是以單晶硅為代表的高科技附加值材料及其相關高單晶硅具有準金屬的物理性質，有較弱的導電性，其電導率隨溫度的升高而增加。

P型單晶硅頭部電阻率虛高，是由于氧施主形成而引起的。在450℃左右，硅中的間隙氧(不顯電性)會轉化為氧施主(帶負電)，從而影響單晶硅的電阻率。使得P型硅晶電阻率虛高，甚至反型。N型硅棒則出現電阻率比實際值更低的現象。

直拉硅單晶是將多晶硅放置在高純石英坩堝中高溫熔化，因為高純坩堝直接與熔硅接觸并且處于1450℃以上的高溫，高溫下二氧化硅會與熔硅反應生長氧化硅，并部分溶于熔硅中，隨著晶體生長進入晶體內部，形成硅中氧。

同時，直拉硅單晶的生長時從高溫熔體重緩慢凝固生長出來，晶體生長的驅動力主要來自于溫度梯度形成的過冷度，因此，在晶體的生長、冷卻過程中需要經過一段熱歷史。硅中的氧雜質在低溫熱處理時，能產生施主效應，使得n型硅晶體的電阻率下降，p型硅晶體的電阻率上升，施主效應嚴重時，能使p型硅晶體轉化為n型，這是氧的施主效應。氧的施主效應分為兩種情況，有不同的性質，一種是在350～500℃左右范圍生成的，稱為熱施主，一種是在550～800℃左右范圍形成的，稱為新施主。直接硅單晶在拉制到出爐經歷了一段熱歷史，不可避免的在350～500℃形成了熱施主，所以在未去除熱施主前，n型硅單晶的電阻率低于真實的電阻率。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種降低單晶棒假性高電阻的方法，該方法通過對單晶棒進行回火處理，可以使單晶棒的電阻恢復到正常范圍值。

為解決以上技術問題，本發明提供的技術方案是一種一種降低單晶棒假性高電阻的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)挑選出假性高電阻單晶棒進行登記信息；

(2)用帶有酒精的無塵紙將單晶棒表面擦拭干凈；

(3)將單晶棒放置在石墨底板上，然后送入鑄錠爐內，關閉鑄錠爐將爐內抽真空至0.008MPa以下；

(4)先預熱，然后快速加熱至600～700℃；

(5)爐內溫度在660℃下穩定1～2小時后停爐，開啟冷卻系統冷卻至溫度為500℃；

(6)取出單晶棒對其進行快速冷卻至常溫；

(7)檢測單晶棒的電阻率。

優選的，所述步驟(3)中單晶棒和石墨底板之間放置有晶圓厚片。

優選的，所述步驟(3)中每個石墨底板上放置20～30個單晶棒。

優選的，所述步驟(4)中預熱時間為5～10分鐘，

優選的，所述步驟(5)中冷卻系統為空氣制冷或水冷盤中的任意一種。

優選的，所述步驟(6)中快速冷卻采用工業風扇進行冷卻。

優選的，所述步驟(7)中檢測電阻率的方法為四探針電阻測試儀，對單晶棒采用三點測試法。

優選的，所述步驟(7)中檢測不合格的單晶棒重新進行降低高電阻的處理。

本申請與現有技術相比，其詳細說明如下：本發明提供了一種降低單晶棒假性高電阻的方法，該方法具體為先將單晶棒處理后放入鑄錠爐內，然后關爐后抽真空并快速加熱到660℃左右，穩定1～2小時后在爐內進行降溫，降溫到500℃后出爐進行快速降溫至常溫，此時單晶棒的假性高電阻可以恢復到1～3Ω.cm范圍內，該方法利用公司本身的鑄錠爐設備，對單晶棒進行回火處理，不僅降低了單晶棒的假性高電阻使其電阻率回到真實狀態，同時，利用配套鑄錠爐空閑待料時間處理單晶棒假性高阻現象，處理方法簡單、方便、有效，不需要另外的場地、人員和設備，大大節省人力、物力等其他成本。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

本發明提供了一種降低單晶棒假性高電阻的方法，該方法的包括以下步驟：

(1)挑選出假性高電阻單晶棒進行登記信息；對單晶棒進行登記晶棒號、電阻、少子等信息；

(2)用帶有酒精的無塵紙將單晶棒表面擦拭干凈；為了保證單晶棒表面潔凈，在退火期間不受污染；

(3)將單晶棒放置在石墨底板上，然后送入鑄錠爐內，關閉鑄錠爐將爐內抽真空至0.008mbar以下，其中，單晶棒與石墨底板之間用晶圓厚片隔開，每個底板放置20～30塊單晶棒；

(4)在加熱模式下先預熱5～10分鐘，然后在高功率模式下快速加熱至600～700℃；