CN101935871A - 一种降低单晶硅位错的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种降低单晶硅位错的方法，属于单晶硅生产技术领域；提供一种只改进现有的生产工艺就能降低单晶硅位错的方法；采用的技术方案是：第一步：用无位错的单晶硅作为籽晶，将多晶硅原料装入坩埚，并将坩埚装入单晶生长炉，炉室内通氩气，加热熔化多晶硅原料；第二步：用籽晶接触第一步中加热溶化后的熔硅液面，然后慢慢向上提拉；第三步：当结晶晶体进入等直径生长阶段，每隔15～30min停止坩埚转动，或每隔15～30min停止结晶晶体转动，或每隔15～30min逆向缓慢转动结晶晶体，直至等直径生长阶段完毕；第四步：逐渐提高籽晶拉速，使结晶晶体直径逐渐收细，完成；本发明应用在单晶硅生产过程的直拉工序中。
Description
技术领域
本发明一种降低单晶硅位错的方法，属于单晶硅生产技术领域。
背景技术
在单晶硅生长过程中，硅熔液和坩埚等炉内物件会由于高温产生大量挥发性气体，如SiO，SiO等气尘飘浮在单晶生长界面周围。氩气由上至下穿过单晶生长区域，带走气、尘杂质。有时，SiO粒子可能会被吸附到单晶生长界面上，造成正在生长的单晶的原子晶向发生位错，使单晶生长失败，降低了成晶率。由于单晶直径大，自然而然，单晶生长时，产生的气尘杂质会更多，增加了位错发生的机率。所以，大直径单晶需要更迅速地排除气尘杂质。
目前，已有的改进措施有多种，如保护气进气口改造和设置合理的气流流向等。改进后的进气口像一个环状的莲蓬头，由原来的一个进气口，改为多个微孔进气，并且气流方向向外发散。这样进气口的总孔径不变，保证了大进气量，又使气流相对缓和、分散；根据不同要求而设计的不同形状的导气罩，使气体在炉体内有合理的流向，从而有效带走气尘杂质。
但上述改进方法都涉及设备改造，具有改造成本高，所涉技术复杂等缺点。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种降低单晶硅位错的方法，只改进现有的生产工艺，不需对设备进行改造，且简便可行。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种降低单晶硅位错的方法，在单晶硅直拉工序中，按下述步骤制作：
第一步：用无位错的单晶硅作为籽晶，将多晶硅原料装入坩埚，并将坩埚装入单晶生长炉，炉室内通氩气，加热熔化多晶硅原料；
第二步：用籽晶接触第一步中加热溶化后的熔硅液面，然后慢慢向上提拉，液体硅在籽晶下方逐渐结晶；
第三步：当结晶晶体进入等直径生长阶段，每隔15～30min停止坩埚转动，或每隔15～30min停止结晶晶体转动，或每隔15～30min逆向缓慢转动结晶晶体，直至等直径生长阶段完毕；
第四步：逐渐提高籽晶拉速，使结晶晶体直径逐渐收细，完成。
所述的第三步中的停止坩埚转动具体过程是，逐渐减慢坩埚转动速度，直至坩埚停止转动，暂停8～13秒后逐渐增加坩埚转动速度，直至坩埚转动速度正常；
所述的第三步中的停止结晶晶体转动具体过程是，逐渐减慢结晶晶体转动速度，直至结晶晶体停止转动，暂停8～13秒后逐渐增加结晶晶体转动速度，直至结晶晶体转动速度正常。
所述的第三步中的逆向缓慢转动结晶晶体具体过程是，逐渐减慢结晶晶体转动速度，直至结晶晶体停止转动，然后逆向缓慢转动结晶晶体8～13秒后停止，再次正转，逐渐增加结晶晶体正转速度，直至结晶晶体转动速度正常。
本发明同现有技术相比具有的有益效果是：
本发明改进了单晶硅的生产工艺，通过每隔15～30min停止坩埚转动，或每隔15～30min停止结晶晶体转动，或每隔15～30min逆向缓慢转动结晶晶体，使可能已经被吸附到单晶硅表面的SiO气尘微粒随着剪切力而溢出，进而随气流带走，即减小了位错发生的机率，还能有效控制单晶硅碳、氧含量，比改进生产设备简单易行，而且成本低，技术简单，一般操作工就可独立解决单晶硅的位错问题。
具体实施方式
实施例1：一种降低单晶硅位错的方法，在单晶硅直拉工序中，按下述步骤制作：
第一步：用无位错的单晶硅作为籽晶，将多晶硅原料装入坩埚，并将坩埚装入单晶生长炉，炉室内通氩气，加热熔化多晶硅原料；
第二步：用籽晶接触第一步中加热溶化后的熔硅液面，然后慢慢向上提拉，液体硅在籽晶下方逐渐结晶；
第三步：当结晶晶体进入等直径生长阶段，每隔20min逐渐减慢坩埚转动速度，直至坩埚停止转动，暂停9秒后逐渐增加坩埚转动速度，直至坩埚转动速度正常，如此循环，直至等直径生长阶段完毕；
第四步：逐渐提高籽晶拉速，使结晶晶体直径逐渐收细，完成。
实施例2：一种降低单晶硅位错的方法，在单晶硅直拉工序中，按下述步骤制作：
第一步：用无位错的单晶硅作为籽晶，将多晶硅原料装入坩埚，并将坩埚装入单晶生长炉，炉室内通氩气，加热熔化多晶硅原料；
第二步：用籽晶接触第一步中加热溶化后的熔硅液面，然后慢慢向上提拉，液体硅在籽晶下方逐渐结晶；
第三步：当结晶晶体进入等直径生长阶段，每隔25min逐渐减慢坩埚转动速度，直至坩埚停止转动，暂停12秒后逐渐增加坩埚转动速度，直至坩埚转动速度正常，如此循环，直至等直径生长阶段完毕；
第四步：逐渐提高籽晶拉速，使结晶晶体直径逐渐收细，完成。
实施例3：一种降低单晶硅位错的方法，在单晶硅直拉工序中，按下述步骤制作：
第一步：用无位错的单晶硅作为籽晶，将多晶硅原料装入坩埚，并将坩埚装入单晶生长炉，炉室内通氩气，加热熔化多晶硅原料；
第二步：用籽晶接触第一步中加热溶化后的熔硅液面，然后慢慢向上提拉，液体硅在籽晶下方逐渐结晶；
第三步：当结晶晶体进入等直径生长阶段，每隔18min逐渐减慢结晶晶体转动速度，直至结晶晶体停止转动，暂停10秒后逐渐增加结晶晶体转动速度，直至结晶晶体转动速度正常，如此循环，直至等直径生长阶段完毕；
第四步：逐渐提高籽晶拉速，使结晶晶体直径逐渐收细，完成。
实施例4：一种降低单晶硅位错的方法，在单晶硅直拉工序中，按下述步骤制作：
第一步：用无位错的单晶硅作为籽晶，将多晶硅原料装入坩埚，并将坩埚装入单晶生长炉，炉室内通氩气，加热熔化多晶硅原料；
第二步：用籽晶接触第一步中加热溶化后的熔硅液面，然后慢慢向上提拉，液体硅在籽晶下方逐渐结晶；
第三步：当结晶晶体进入等直径生长阶段，每隔28min逐渐减慢结晶晶体转动速度，直至结晶晶体停止转动，暂停13秒后逐渐增加结晶晶体转动速度，直至结晶晶体转动速度正常，如此循环，直至等直径生长阶段完毕；
第四步：逐渐提高籽晶拉速，使结晶晶体直径逐渐收细，完成。
实施例5：一种降低单晶硅位错的方法，在单晶硅直拉工序中，按下述步骤制作：
第一步：用无位错的单晶硅作为籽晶，将多晶硅原料装入坩埚，并将坩埚装入单晶生长炉，炉室内通氩气，加热熔化多晶硅原料；
第二步：用籽晶接触第一步中加热溶化后的熔硅液面，然后慢慢向上提拉，液体硅在籽晶下方逐渐结晶；
第三步：当结晶晶体进入等直径生长阶段，每隔21min逐渐减慢结晶晶体转动速度，直至结晶晶体停止转动，然后逆向缓慢转动结晶晶体10秒后停止，再次正转，逐渐增加结晶晶体正转速度，直至结晶晶体转动速度正常，如此循环，直至等直径生长阶段完毕；
第四步：逐渐提高籽晶拉速，使结晶晶体直径逐渐收细，完成。
实施例6：一种降低单晶硅位错的方法，在单晶硅直拉工序中，按下述步骤制作：
第一步：用无位错的单晶硅作为籽晶，将多晶硅原料装入坩埚，并将坩埚装入单晶生长炉，炉室内通氩气，加热熔化多晶硅原料；
第二步：用籽晶接触第一步中加热溶化后的熔硅液面，然后慢慢向上提拉，液体硅在籽晶下方逐渐结晶；
第三步：当结晶晶体进入等直径生长阶段，每隔22min逐渐减慢结晶晶体转动速度，直至结晶晶体停止转动，然后逆向缓慢转动结晶晶体11秒后停止，再次正转，逐渐增加结晶晶
体正转速度，直至结晶晶体转动速度正常，如此循环，直至等直径生长阶段完毕；
第四步：逐渐提高籽晶拉速，使结晶晶体直径逐渐收细，完成。
Claims (4)
1.一种降低单晶硅位错的方法，其特征在于：在单晶硅直拉工序中，按下述步骤制作：
第一步：用无位错的单晶硅作为籽晶，将多晶硅原料装入坩埚，并将坩埚装入单晶生长炉，炉室内通氩气，加热熔化多晶硅原料；
第二步：用籽晶接触第一步中加热溶化后的熔硅液面，然后慢慢向上提拉，液体硅在籽晶下方逐渐结晶；
第三步：当结晶晶体进入等直径生长阶段，每隔15～30min停止坩埚转动，或每隔15～30min停止结晶晶体转动，或每隔15～30min逆向缓慢转动结晶晶体，直至等直径生长阶段完毕；
第四步：逐渐提高籽晶拉速，使结晶晶体直径逐渐收细，完成。
2.根据权利要求1所述的一种降低单晶硅位错的方法，其特征在于：所述的第三步中的停止坩埚转动具体过程是，逐渐减慢坩埚转动速度，直至坩埚停止转动，暂停8～13秒后逐渐增加坩埚转动速度，直至坩埚转动速度正常；
3.根据权利要求1所述的一种降低单晶硅位错的方法，其特征在于：所述的第三步中的停止结晶晶体转动具体过程是，逐渐减慢结晶晶体转动速度，直至结晶晶体停止转动，暂停8～13秒后逐渐增加结晶晶体转动速度，直至结晶晶体转动速度正常。
4.根据权利要求1所述的一种降低单晶硅位错的方法，其特征在于：所述的第三步中的逆向缓慢转动结晶晶体具体过程是，逐渐减慢结晶晶体转动速度，直至结晶晶体停止转动，然后逆向缓慢转动结晶晶体8～13秒后停止，再次正转，逐渐增加结晶晶体正转速度，直至结晶晶体转动速度正常。
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| CN 201010273954 CN101935871A (zh) | 2010-09-04 | 2010-09-04 | 一种降低单晶硅位错的方法 |
Publications (1)
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| CN101935871A true CN101935871A (zh) | 2011-01-05 |
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| CN 201010273954 Pending CN101935871A (zh) | 2010-09-04 | 2010-09-04 | 一种降低单晶硅位错的方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN101935871A (zh) |
Citations (4)
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| US4040895A (en) * | 1975-10-22 | 1977-08-09 | International Business Machines Corporation | Control of oxygen in silicon crystals |
| US5215620A (en) * | 1989-09-19 | 1993-06-01 | Shin-Etsu Handotai Co. Ltd. | Method for pulling a silicon single crystal by imposing a periodic rotation rate on a constant rotation rate |
| CN1171459A (zh) * | 1995-06-09 | 1998-01-28 | Memc电子材料有限公司 | 转动拉晶机坩埚的装置和方法 |
| US5902394A (en) * | 1997-03-31 | 1999-05-11 | Seh America, Inc. | Oscillating crucible for stabilization of Czochralski (CZ) silicon melt |
-
2010
- 2010-09-04 CN CN 201010273954 patent/CN101935871A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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