CN1763265A - 磁场直拉硅单晶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硅单晶的制备方法，特别涉及一种用于半导体器件的磁场直拉硅单晶的制备方法。该方法包括有打开电磁场及拉细颈工艺流程，其操作步骤如下：当多晶料完全熔化之后，即顺时针旋转手柄，使电磁场机构复位，然后闭合电源开关；按下磁场控制器按钮，启动磁场，首先双手分别同步顺时针旋转加载电流旋钮，缓慢地将电流加至35A；当磁场强度大于1200GS时，将埚转调至1－8转/分，再开动籽晶旋转机构，使晶转为12－16转/分，然后调整坩埚位置；在拉细颈时，先将籽晶行程调至零位，然后旋转晶升电位器，逐步提高拉速至16英寸/小时。采用该方法制备的硅单晶解决了电阻率径向分布不均匀、容易产生漩涡缺陷和氧含量高等技术问题，从而提高了产品质量，满足了市场需求。

Description

磁场直拉硅单晶的制备方法

技术领域

本发明涉及一种硅单晶的制备方法，特别涉及一种用于半导体器件的磁场直拉硅单晶的制备方法。

技术背景

目前，采用普通的直拉工艺制备的硅单晶在拉制过程中，熔融状态下的硅和磷原子处于离子状态，石英坩埚内的硅液体由于热运动存在热对流，这样促进了磷的分凝和挥发，不利于晶体径向电阻率不均度的控制，因此采用普通的直拉工艺制备的硅单晶一般都存在电阻率径向分布不均匀，容易产生漩涡缺陷及氧含量高等技术问题。直拉硅单晶的径向电阻率不均度要求越来越高，要想达到要求，必须研制探索出能够解决存在上述技术问题的硅单晶的制备方法。

发明内容

鉴于上述技术现状，本发明的目的在于：为了解决硅单晶普遍存在电阻率径向分布不均匀，容易产生漩涡缺陷及氧含量高等技术问题，特提供一种磁场直拉硅单晶的制备方法。该方法的实施是在原直拉单晶炉上安装水平磁场，当熔体加上磁场后，运动的导电熔体体元受到的洛伦兹力为 $f=\frac{e}{c}V\×H$ (e为熔体体元具有的电荷，V为体元的运动速度，H为磁场强度)，由于洛伦兹力的作用，使熔体的热对流受到抑制，增加了熔体的粘滞力，抑制了磁原子的分凝、挥发效应和石英埚的O、B、AL杂质向硅单晶体中扩散，从而改善了单晶的性能，提高了产品质量，满足了市场需求。

本发明采取的基本方案是：一种磁场直拉硅单晶的制备方法，其特征在于：在磁场直拉硅单晶的制备过程中，包括有打开电磁场及拉细颈工艺流程，其操作步骤如下：

当多晶料完全熔化之后，即顺时针旋转手柄，使电磁场机构复位，然后闭合电源开关；按下磁场控制器按钮，启动磁场，首先双手分别同步顺时针旋转加载电流旋钮，缓慢地将电流加至35A：当磁场强度大于1200GS时，将埚转调至1-8转/分，再开动籽晶旋转机构，使晶转为12-16转/分，然后调整坩埚位置；在拉细颈时，先将籽晶行程调至零位，然后旋转晶升电位器，逐步提高拉速至16英寸/小时。

附图说明

图1是磁场直拉硅单晶工艺流程并作为摘要附图。

具体实施方式

参照图1，MCZ(磁场直拉法)硅单晶的工艺流程是：多晶进厂检验→多晶粉碎→腐蚀→清洗→烘干→封装→清理炉膛→装料→抽真空，充氩气→加热化料→打开电磁场→引晶、拉细颈→放肩→收肩→等径→收尾→提起降温→出炉→送检→切锭→入库。本发明公开的上述技术方案是工艺流程中的打开电磁场及拉细颈工艺，其它工艺均与采用普通直拉法相同，在此，不再描述。

MCZ硅单晶氧含量的分析：MCZ硅单晶与CZ(普通直拉法)硅单晶的氧含量有着明显的变化，头尾氧含量均比较CZ硅单晶有较大程度的降低。

在磁场拉晶过程中，通过外加磁场并提高晶体拉速，能够有效地抑制漩涡缺陷的产生。

本发明是在CG-3000型直拉炉及外加电磁场DJDZ-CG30/2000设备上完成的。

当磁场强度大于1200GS时，可以将埚转调整为4转/分，再开动籽晶旋转机构，使晶转为14转/分。

所述的坩埚位置可以调整为-0.5～+0.5英寸(投料量18kg)或-0.6～+0.2英寸(投料量20kg)。

Claims (2)

1.一种磁场直拉硅单晶的制备方法，其特征在于：在磁场直拉硅单晶的制备过程中，包括有打开电磁场及拉细颈工艺流程，其操作步骤如下：

当多晶料完全熔化之后，即顺时针旋转手柄，使电磁场机构复位，然后闭合电源开关；按下磁场控制器按钮，启动磁场，首先双手分别同步顺时针旋转加载电流旋钮，缓慢地将电流加至35A；当磁场强度为大于1200GS时，将埚转调至1-8转/分，再开动籽晶旋转机构，使晶转为12-16转/分，然后调整坩埚位置；在拉细颈时，先将籽晶行程调至零位，然后旋转晶升电位器，逐步提高拉速至16英寸/小时。

2.如权利要求1所述的磁场直拉硅单晶的制备方法，其特征在于：所述的坩埚位置可以调整为-0.5～+0.5英寸，还可以调整为-0.6～+0.2英寸。