[發(fā)明專利]一種低衰減多晶硅及其制備方法

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110965121A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆廣寧;董永見;趙書良
• 申請（專利權(quán)）人: 寧晉晶興電子材料有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B28/06
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 顧友

1.一種低衰減多晶硅，其特征在于，所述多晶硅為P型多晶硅，包括硼元素和鎵元素，其中所述硼元素的濃度為0.93～1.05×10¹⁷原子數(shù)/立方厘米，鎵元素的濃度為1.42～1.66×10¹⁷原子數(shù)/立方厘米。

2.一種低衰減多晶硅的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

準備硅料，所述硅料包括：多晶硅料、籽晶硅料、硼硅合金以及鎵金屬或者鎵合金；

將所述硅料放入坩堝中，其中所述籽晶硅料鋪設(shè)在所述坩堝底部，將所述坩堝置于具有隔熱籠和加熱器的鑄錠爐中；

對所述鑄錠爐抽真空，通過控制所述隔熱籠和所述加熱器形成升溫溫度梯度，使所述硅料熔化為硅液；

待所述硅料剩余高度在10～25mm時，通過控制所述隔熱籠和所述加熱器形成降溫溫度梯度，使所述硅液開始長晶；

待所述硅液長晶完全后，退火，冷卻，得到多晶硅錠。

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，通過控制所述隔熱籠和所述加熱器形成升溫溫度梯度包括：

待所述硅料溫度到達第一預設(shè)值后，開啟所述隔熱籠；

待所述硅料溫度到達第二預設(shè)值后，保持所述隔熱籠的開啟度，進行保溫，使所述硅料熔化為所述硅液；

增加所述隔熱籠的開啟度并控制所述加熱器降溫，降低所述硅液溫度。

4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，通過控制所述隔熱籠和所述加熱器形成降溫溫度梯度包括：

在保持所述爐內(nèi)壓強的基礎(chǔ)上，控制所述加熱器降溫，增加所述隔熱籠的開啟度；

待長晶透出所述硅液液面后，控制所述加熱器降溫，減少所述隔熱籠的開啟度。

5.如權(quán)利要求2～4中任意一項所述的制備方法，其特征在于，在準備所述硅料的過程中：

所述硅料中的硼原子個數(shù)與所述硅料中的硅原子個數(shù)之比為：1∶4.78～5.35×10⁵；

所述硅料中的鎵原子個數(shù)與所述硅料中的硅原子個數(shù)之比為：1∶3.01～3.52×10⁵。

6.一種低衰減多晶硅錠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

準備硅料，所述硅料包括：多晶硅料、籽晶硅料、硼硅合金以及鎵金屬或者鎵合金；

將所述硅料放入坩堝中，其中所述籽晶硅料鋪設(shè)在所述坩堝底部，將所述坩堝置于具有隔熱籠和加熱器的鑄錠爐中；

對所述鑄錠爐中抽真空，控制所述加熱器加熱，所述硅料全部熔化為硅液，在所述硅料全部融化后，保溫使所述硅液與所述坩堝底部充分浸潤；

通過控制所述隔熱籠和所述加熱器形成降溫溫度梯度，所述硅液長晶；

待所述硅液長晶完全后，退火，冷卻，得到多晶硅錠。

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，通過控制所述隔熱籠和所述加熱器形成降溫溫度梯度包括：

待所述硅液與所述坩堝底部充分浸潤后，所述加熱器降溫，所述隔熱籠開啟；

在保持所述鑄錠爐內(nèi)壓強的基礎(chǔ)上，控制所述加熱器降溫，控制所述隔熱籠增加開啟度；

待長晶透出所述硅液液面后，控制所述加熱器降溫，控制所述隔熱籠減小開啟度。

8.如權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，在準備所述硅料的過程中：

所述硅料中的硼原子個數(shù)與所述硅料中的硅原子個數(shù)之比為：1∶4.78～5.35×10⁵；

所述硅料中的鎵原子個數(shù)與所述硅料中的硅原子個數(shù)之比為：1∶3.01～3.52×10⁵。