CN105113003A - 一种单晶硅拉晶工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及单晶硅生产工艺技术领域，特别是一种单晶硅拉晶工艺，多晶硅装料准备工作：检查多晶硅料纯度指标和尺寸，掺杂剂纯度，然后选择晶向好且无机械损伤的籽晶装入清理过的炉膛中；抽真空：将炉体内抽真空，通入氩气；硅料融化：加热融化硅料，保持加热器，硅料开始熔化，全熔，降温至结晶温度；下种：确定结晶温度，籽晶接触熔体表面，转动，使沾润良好；收颈：按照一定的直径，控制好拉速收颈；放肩：控制好拉速和扩肩速度，等放肩直径接近要求的晶体直径时，提升拉速，晶体进入等径生长阶段；收尾：提高拉晶速度，逐步缩小晶体直径，直到使晶体脱离液面，然后降低温度，拉晶过程结束。采用上述方法后，晶体生长速度好，直径一致性好。
Description
技术领域
本发明涉及单晶硅生产工艺技术领域，特别是一种单晶硅拉晶工艺。
背景技术
单晶硅属于立方晶系，金刚石结构，是一种性能优良的半导体材料，广泛应用于红外光谱频率光学元件、红外及r射线探测器、集成电路、太阳能电池等。现在最广泛的单晶硅制造工艺是采用直拉法制造单晶硅，与其他制造工艺相比，在制造成本与单晶硅的性能方面有一定的优势，但现有通过直拉法制造单晶硅的工艺存在着不足，所制造的单晶硅质量不稳定，产品的一致性差。
中国发明专利CN103173850A公开了一种单晶硅制造工艺，是一种通过直拉法制造单晶硅的工艺，包括以下步骤：多晶硅的装料和融化，引晶，缩颈、放肩，等径生长，首尾，降温。引晶选用已经精确定向的单晶作为籽晶。虽然此发明能稳定制造高质量单晶硅，所制造单晶硅碳含量、氧含量等主要性能指标优于市场同类产品，但是此发明的拉晶的生长速度不好。
发明内容
本发明需要解决的技术问题提供一种拉晶效果好的单晶硅拉晶工艺。
为解决上述的技术问题，本发明的一种单晶硅拉晶工艺，包括以下步骤，
多晶硅装料准备工作：检查多晶硅料纯度指标和尺寸，掺杂剂纯度，然后选择晶向好且无机械损伤的籽晶装入清理过的炉膛中；
抽真空：将炉体内抽真空，通入氩气；
硅料融化：加热融化硅料，保持加热器，硅料开始熔化，全熔，降温至结晶温度；
下种：确定结晶温度，籽晶接触熔体表面，转动，使沾润良好；
收颈：按照一定的直径，控制好拉速收颈；
放肩：控制好拉速和扩肩速度，等放肩直径接近要求的晶体直径时，提升拉速，晶体进入等径生长阶段；
收尾：提高拉晶速度，逐步缩小晶体直径，直到使晶体脱离液面，然后降低温度，拉晶过程结束。
进一步的，所述步骤多晶硅装料准备工作中掺杂剂纯度不低于5N。
进一步的，所述步骤抽真空中真空度达到4Pa，通氩气10-15min。
进一步的，所述步骤收颈中收颈直径3-4mm，拉速1-3mm/min。
进一步的，所述步骤放肩中放肩时拉速0.2-0.3mm/min，扩肩速度1mm/min。
更进一步的，所述步骤放肩中等放肩直径接近要求的晶体直径时，提升拉速至2mm/min。
采用上述方法后，本发明生产的单晶硅晶体生长速度好，最后产生籽晶的效果好，晶体的整体直径一致性好；另外，降低位错密度，晶体不会产生裂纹，成型效果好。
具体实施方式
实施方式一：
本发明的一种单晶硅拉晶工艺，包括以下步骤，
多晶硅装料准备工作：检查多晶硅料纯度指标和尺寸，掺杂剂纯度6N，然后选择晶向好且无机械损伤的籽晶装入清理过的炉膛中；
抽真空：将炉体内抽真空，真空度保持4Pa,通入氩气10min；
硅料融化：加热融化硅料，保持加热器，硅料开始熔化，全熔，降温至结晶温度；
下种：确定结晶温度，籽晶接触熔体表面，转动，使沾润良好；
收颈：按照收颈直径3mm，拉速1mm/min收颈；
放肩：拉速0.2mm/min，扩肩速度1mm/min，等放肩直径接近要求的晶体直径时，提升拉速至2mm/min，晶体进入等径生长阶段；
收尾：提高拉晶速度，逐步缩小晶体直径，直到使晶体脱离液面，然后降低温度，拉晶过程结束。
实施方式二：
本发明的一种单晶硅拉晶工艺，包括以下步骤，
多晶硅装料准备工作：检查多晶硅料纯度指标和尺寸，掺杂剂纯度6N，然后选择晶向好且无机械损伤的籽晶装入清理过的炉膛中；
抽真空：将炉体内抽真空，真空度保持4Pa,通入氩气15min；
硅料融化：加热融化硅料，保持加热器，硅料开始熔化，全熔，降温至结晶温度；
下种：确定结晶温度，籽晶接触熔体表面，转动，使沾润良好；
收颈：按照收颈直径4mm，拉速3mm/min收颈；
放肩：拉速0.3mm/min，扩肩速度1mm/min，等放肩直径接近要求的晶体直径时，提升拉速至2mm/min，晶体进入等径生长阶段；
收尾：提高拉晶速度，逐步缩小晶体直径，直到使晶体脱离液面，然后降低温度，拉晶过程结束。
实施方式三：
本发明的一种单晶硅拉晶工艺，包括以下步骤，
多晶硅装料准备工作：检查多晶硅料纯度指标和尺寸，掺杂剂纯度6N，然后选择晶向好且无机械损伤的籽晶装入清理过的炉膛中；
抽真空：将炉体内抽真空，真空度保持4Pa,通入氩气12min；
硅料融化：加热融化硅料，保持加热器，硅料开始熔化，全熔，降温至结晶温度；
下种：确定结晶温度，籽晶接触熔体表面，转动，使沾润良好；
收颈：按照收颈直径3.5mm，拉速2mm/min收颈；
放肩：拉速0.26mm/min，扩肩速度1mm/min，等放肩直径接近要求的晶体直径时，提升拉速至2mm/min，晶体进入等径生长阶段；
收尾：提高拉晶速度，逐步缩小晶体直径，直到使晶体脱离液面，然后降低温度，拉晶过程结束。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (6)
1.一种单晶硅拉晶工艺，其特征在于，包括以下步骤，
多晶硅装料准备工作：检查多晶硅料纯度指标和尺寸，掺杂剂纯度，然后选择晶向好且无机械损伤的籽晶装入清理过的炉膛中；
抽真空：将炉体内抽真空，通入氩气；
硅料融化：加热融化硅料，保持加热器，硅料开始熔化，全熔，降温至结晶温度；
下种：确定结晶温度，籽晶接触熔体表面，转动，使沾润良好；
收颈：按照一定的直径，控制好拉速收颈；
放肩：控制好拉速和扩肩速度，等放肩直径接近要求的晶体直径时，提升拉速，晶体进入等径生长阶段；
收尾：提高拉晶速度，逐步缩小晶体直径，直到使晶体脱离液面，然后降低温度，拉晶过程结束。
2.按照权利要求1所述的一种单晶硅拉晶工艺，其特征在于：所述步骤多晶硅装料准备工作中掺杂剂纯度不低于5N。
3.按照权利要求1所述的一种单晶硅拉晶工艺，其特征在于：所述步骤抽真空中真空度达到4Pa，通氩气10-15min。
4.按照权利要求1所述的一种单晶硅拉晶工艺，其特征在于：所述步骤收颈中收颈直径3-4mm，拉速1-3mm/min。
5.按照权利要求1所述的一种单晶硅拉晶工艺，其特征在于：所述步骤放肩中放肩时拉速0.2-0.3mm/min，扩肩速度1mm/min。
6.按照权利要求5所述的一种单晶硅拉晶工艺，其特征在于：所述步骤放肩中等放肩直径接近要求的晶体直径时，提升拉速至2mm/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510663271.XA CN105113003A (zh) | 2015-10-14 | 2015-10-14 | 一种单晶硅拉晶工艺 |
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| CN201510663271.XA CN105113003A (zh) | 2015-10-14 | 2015-10-14 | 一种单晶硅拉晶工艺 |
Publications (1)
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| CN105113003A true CN105113003A (zh) | 2015-12-02 |
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| CN201510663271.XA Pending CN105113003A (zh) | 2015-10-14 | 2015-10-14 | 一种单晶硅拉晶工艺 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN105113003A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107268071A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-10-20 | 界首市七曜新能源有限公司 | 一种太阳能电池板用单晶硅制备工艺 |
| CN111101195A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种单晶硅晶棒的长晶方法 |
| CN114657629A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-24 | 曲靖晶龙电子材料有限公司 | 一种晶棒拉制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4981549A (en) * | 1988-02-23 | 1991-01-01 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for growing silicon crystals |
| JPH1143393A (ja) * | 1997-07-23 | 1999-02-16 | Nippon Steel Corp | シリコン単結晶ウエハーおよびその製造方法 |
| CN102242397A (zh) * | 2011-07-15 | 2011-11-16 | 西安华晶电子技术股份有限公司 | 一种直拉硅单晶的生产工艺 |
| CN103173850A (zh) * | 2011-12-21 | 2013-06-26 | 卉欣光电科技（江苏）有限公司 | 单晶硅制造工艺 |
| CN104372406A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-02-25 | 邢台晶龙电子材料有限公司 | 一种太阳能级直拉单晶硅的生产方法 |
-
2015
- 2015-10-14 CN CN201510663271.XA patent/CN105113003A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4981549A (en) * | 1988-02-23 | 1991-01-01 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for growing silicon crystals |
| JPH1143393A (ja) * | 1997-07-23 | 1999-02-16 | Nippon Steel Corp | シリコン単結晶ウエハーおよびその製造方法 |
| CN102242397A (zh) * | 2011-07-15 | 2011-11-16 | 西安华晶电子技术股份有限公司 | 一种直拉硅单晶的生产工艺 |
| CN103173850A (zh) * | 2011-12-21 | 2013-06-26 | 卉欣光电科技（江苏）有限公司 | 单晶硅制造工艺 |
| CN104372406A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-02-25 | 邢台晶龙电子材料有限公司 | 一种太阳能级直拉单晶硅的生产方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107268071A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-10-20 | 界首市七曜新能源有限公司 | 一种太阳能电池板用单晶硅制备工艺 |
| CN111101195A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种单晶硅晶棒的长晶方法 |
| CN114657629A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-24 | 曲靖晶龙电子材料有限公司 | 一种晶棒拉制方法 |
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