[發明專利]重摻砷硅單晶收尾方法及裝置

在審

• 申請號: 202110794760.4
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113564691A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 閆龍;張興茂;周文輝;李小紅;伊冉;王忠保
• 申請（專利權）人: 寧夏中欣晶圓半導體科技有限公司
• 主分類號: C30B15/04
• 分類號: C30B15/04;C30B15/20;C30B29/06
• 代理公司: 寧夏三源鑫知識產權代理事務所(普通合伙) 64105
• 代理人: 孫彥虎

本發明提供一種重摻砷硅單晶收尾方法及裝置，屬于重摻雜硅單晶生產技術領域。方法根據等徑結束后的堝跟比，首先計算理論拉速上調比例X，以該理論拉速上調比例調節進入收尾時的單晶拉速，進行收尾工序。收尾過程中，根據收尾長度，計算拉速上調比例X，逐級調大單晶拉速，直至收尾結束。實踐表明，通過本發明提供的重摻砷硅單晶收尾方法能夠有效替代人工主觀調整，降低勞動強度，減緩重摻砷硅單晶收尾過程對技術人員的主觀依賴。同時，采用本發明提供的重摻砷硅單晶收尾方法能夠有效降低重摻砷硅單晶晶棒的尾部NG率，提高重摻砷硅單晶晶棒的良率，收尾NG率由傳統技術人員進行調整的45%降低至15%，減少硅原料損失，降低生產成本。

技術領域

本發明屬于重摻雜硅單晶生產技術領域，具體涉及一種重摻砷硅單晶收尾方法及裝置。

背景技術

在重摻單晶拋光片中，重摻砷硅單晶是最為理想的外延襯底材料，其市場需求不斷增加。

直拉法生產重摻砷硅單晶過程中，常采用氣相摻雜法，具體過程包括化料、摻雜、引晶、放肩、等徑生長、收尾等。然而，在實際的生產與開發過程中，由于摻雜雜質砷的分凝系數較低，導致晶體的尾段電阻率會急劇下降，晶體中對應雜質濃度會快速上升。雜質濃度的快速上升導致晶體中的晶格畸變大大增加，晶體的尾段發生晶變，從而導致晶體合格率損失嚴重。

實踐表明，通過調節收尾過程中的拉速及溫度，有利于改善重摻砷硅單晶尾部發生晶變，導致尾部NG率高的狀況。然而，現有技術中，對收尾過程中拉速及溫度的調整多依賴于技術人員經驗，主觀隨意性大，且重摻砷硅單晶尾部發生晶變的概率并不能得到有效控制。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種重摻砷硅單晶收尾方法及裝置，以解決現有技術中存在的重摻砷硅單晶尾部容易發生晶變，導致尾部NG率高，晶棒良率低的技術問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種重摻砷硅單晶收尾方法，包括以下步驟：

a.獲取等徑結束后的堝跟比R；

b.計算理論拉速上調比例X，其中，X＝1/(1+R)；

c.獲取調整間距ΔL，所述調整間距ΔL根據生產需求設定；

d.以理論拉速上調比例X，設定進入收尾時的單晶硅拉速，進入單晶收尾工序；

e.獲取當前收尾長度L；

f.獲取最近一次調整發生時的收尾長度L_n,以及調整后的拉速上調比例X_n；其中，收尾開始時的收尾長度L_n＝0，收尾開始時的調整后的拉速上調比例為X；

g.判斷L-L_n是否大于或等于ΔL；

h.如果L-L_n≥ΔL，則計算當前拉速上調比例X_n，其中，X_n＝X+[L/ΔL-1)]A,0A≤10％；

i.更新L_n；

重復步驟e～i，直至收尾結束。

優選地，步驟c中，所述調整間距ΔL設定為10mm～30mm。

優選地，所述重摻砷硅單晶收尾方法還包括以下步驟：

j.獲取收尾開始時的收尾溫度T₀＝a；其中，0a≤0.8℃；

k.在首次進行拉速調整時，調節收尾溫度T₁＝a+b；其中，0.5℃≤b≤1.0℃；