專利名稱：減少n型單晶頭部氧化層錯(cuò)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拉晶方法，具體涉及一種減少N型單晶頭部氧化層錯(cuò)的方法。
背景技術(shù)：
熔融的單質(zhì)硅在凝固時(shí)硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結(jié)合起來便結(jié)晶成單晶硅。單晶硅主要用于制作半導(dǎo)體元件。單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。通常，拉晶工藝主要包括引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑、和收尾步驟。引晶是通過加熱，將 石英坩堝中的多晶硅融化，將籽晶進(jìn)入熔體，提拉籽晶引出晶體，為防止籽晶中的位錯(cuò)延伸到晶體中，生長細(xì)長頸的晶體；放肩是將晶體控制到所需直徑；轉(zhuǎn)肩是指放肩完成后提高拉速，使晶體縱向生長；等徑是根據(jù)熔體和單晶爐情況，控制晶體等徑生長到所需長度；收尾是指逐漸縮小直徑，離開熔體。傳統(tǒng)的拉晶工藝,放肩時(shí)間在IOOmin以上,耗時(shí)長，晶棒畫線標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，致使頭部0ISF-RING發(fā)生頻率高，嚴(yán)重影響拉晶，尤其是后道切斷效率。因此，本領(lǐng)域迫切需要對拉晶工藝進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種新型的拉晶方法。本發(fā)明提供的拉晶方法，包括引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑和收尾步驟，所述放肩步驟中，拉速為0. 5^1. Omm/min,放肩時(shí)間為60 80min,気氣流量為50 70slm (slm是standardlitre per minute的縮寫,意思是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下lL/min的流量),單晶爐內(nèi)的壓力為l_2KPa。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選例，所述放肩步驟的時(shí)間為7(T80min。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選例，拉速為0. 7 0. 9mm/min,氬氣流量為55 65slm，單晶爐內(nèi)的壓力為1. 2-1. 5KPa。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選例，所述放肩步驟中，拉速為0.75 0. 85mm/min，氬氣流量為58 62slm，單晶爐內(nèi)的壓力為1. 3-1. 4KPa。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選例，在所述放肩步驟完成后，自晶線合成點(diǎn)向下Ilmm處作為單晶畫線的零位置。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選例，在所述引晶步驟中，在多晶硅融化過程中摻雜磷合金。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選例，所述磷合金為P-Si合金。本發(fā)明的拉晶方法，有效防止單晶頭部氧化層錯(cuò)的發(fā)生。應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在
此不再一一累述。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中，通過控制放肩工藝步驟的時(shí)間，減少頭部發(fā)生氧化層錯(cuò)的概率。在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式中，制備方法包括以下步驟(I)熱場清潔與安裝清除單晶爐內(nèi)的雜物，對單晶爐熱場進(jìn)行清潔，并依次安裝底盤、電極柱、石英環(huán)、石墨加熱器、石墨中軸連接桿、石墨堝托、三瓣堝、保溫筒、保溫罩等對單晶爐熱場進(jìn)行安裝；(2)裝料及投放摻雜劑將原料多晶硅和磷合金投放入單晶爐內(nèi)；(3)檢漏對單晶爐進(jìn)行抽真空，檢測單晶爐是否有漏氣現(xiàn)象；(4)化料石墨加熱器對硅料進(jìn)行加熱，使原料融化； (5)穩(wěn)定爐壓調(diào)至2. 67kpa,調(diào)整禍位到距離熱屏2_3cm,鍋轉(zhuǎn)放到8rpm/min,晶轉(zhuǎn)調(diào)至8rpm/min，溫度調(diào)至上爐引晶溫度，進(jìn)行穩(wěn)定；(6)引晶下降籽晶浸入硅液，當(dāng)籽晶和硅液的接觸面出現(xiàn)穩(wěn)定的光圈后再提升拉速進(jìn)行引晶，拉速一般在2. 5-3. 5mm/min最佳。如果光圈很快變小或直接變大，需調(diào)整穩(wěn)定至光圈穩(wěn)定。光圈穩(wěn)定的判定為直徑同比籽晶直徑且保持不變。引晶直徑要求4-5mm，長度要求一個(gè)單晶直徑；(7)放肩引晶直徑和長度都達(dá)到要求后，將拉速降低到0. 5-1. Omm/min之間，溫度分步驟下降，氬氣流量為60slm，爐壓為1. 34kpa，放肩時(shí)間為6(T80min ;其中，采用常規(guī)的溫降程序進(jìn)行溫度分步驟下降即可，單晶橫向生長到比單晶要求尺寸小5-8mm ；(8)轉(zhuǎn)肩放肩直徑達(dá)到比單晶要求尺寸小5-8mm時(shí),放肩結(jié)束,提升拉速2_3mm/min,將單晶由橫向生長轉(zhuǎn)為縱向生長；其中在放肩結(jié)束后在晶線合成點(diǎn)的基礎(chǔ)上向下推Ilmm作為晶棒畫線零位置的選?。?9)等徑轉(zhuǎn)肩結(jié)束后，單晶轉(zhuǎn)為縱向生長，單晶保持要求直徑，拉直到要求長度。其中拉速為1. 2-1. 3mm/min，爐壓 2. 67kpa ；(10)收尾等徑到要求長度后，石墨坩堝坩堝上升停止，溫度和拉速同步增加，進(jìn)行收尾。收尾長度要求一個(gè)直徑；(11)冷卻收尾結(jié)束后，晶棒在單晶爐內(nèi)冷卻4-6小時(shí)，確保單晶出爐溫度低于400 度；(12)取晶棒將單晶爐充至常壓，打開單晶爐，使用取棒工裝將晶棒轉(zhuǎn)移到制定區(qū)域。下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1N型6. 5英寸(16. 51cm)單晶的制備方法(I)熱場清潔與安裝清除單晶爐內(nèi)的雜物，對單晶爐熱場進(jìn)行清潔，并依次安裝底盤、電極柱、石英環(huán)、石墨加熱器、石墨中軸連接桿、石墨堝托、三瓣堝、保溫筒、保溫罩等對單晶爐熱場進(jìn)行安裝；(2)裝料及投放摻雜劑將原料多晶硅和磷合金投放入單晶爐內(nèi)；(3)檢漏對單晶爐進(jìn)行抽真空，檢測單晶爐是否有漏氣現(xiàn)象；(4)化料石墨加熱器對硅料進(jìn)行加熱，使原料融化；
(5)穩(wěn)定爐壓調(diào)至2. 67kpa,調(diào)整禍位到距離熱屏2_3cm,鍋轉(zhuǎn)放到8rpm/min,晶轉(zhuǎn)調(diào)至8rpm/min,溫度調(diào)至上爐引晶溫度1420_1430°C,進(jìn)行穩(wěn)定；(6)引晶下降籽晶浸入硅液，當(dāng)籽晶和硅液的接觸面出現(xiàn)穩(wěn)定的光圈后再提升拉速進(jìn)行引晶，拉速一般在2. 5-3. 5mm/min最佳。如果光圈很快變小或直接變大，需調(diào)整穩(wěn)定至光圈穩(wěn)定。光圈穩(wěn)定的判定為直徑同比籽晶直徑且保持不變。引晶直徑要求4-5mm，長度要求 170-200mm ；(7)放肩引晶直徑和長度都達(dá)到要求后，將拉速降低，拉速與對應(yīng)的時(shí)間如下表所示，溫度分步驟下降，溫度與對應(yīng)的時(shí)間如下表所示，氬氣流量為60slm，爐壓為1.34kpa ;單晶橫向生長到比單晶直徑171mm小5_8mm ；

權(quán)利要求
1.一種拉晶方法，包括引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑和收尾步驟，其特征在于，所述放肩步驟中，拉速為O. 5^1. Omm/min，放肩時(shí)間為6(T80min，氬氣流量為5(T70slm，單晶爐內(nèi)的壓力為 l-2KPa。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述放肩步驟的時(shí)間為7(T80min。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述放肩步驟中，拉速為O.7 O. 9mm/min,lS氣流量為55飛5slm，單晶爐內(nèi)的壓力為1. 2-1. 5KPa。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述放肩步驟中，拉速為O.75、. 85mm/min,氬氣流量為58飛2slm，單晶爐內(nèi)的壓力為1. 3-1. 4KPa。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述放肩步驟完成后，自晶線合成點(diǎn)向下Ilmm處作為單晶畫線的零位置。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述引晶步驟中，在多晶硅融化過程中摻雜磷合金。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述磷合金為P-Si合金。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種減少N型單晶頭部氧化層錯(cuò)的方法，將放肩步驟的時(shí)間控制在60-80min，拉速為0.5~1.0mm/min，氬氣流量為50~70slm，單晶爐內(nèi)的壓力為1-2KPa。本發(fā)明的方法，有效防止單晶頭部氧化層錯(cuò)的發(fā)生。
文檔編號(hào)C30B15/20GK103014840SQ20121056755
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者劉光有, 賀賢漢 申請人:上海申和熱磁電子有限公司