[发明专利]一种区熔硅单晶生长中消除多晶刺的工艺

说明书

本发明公开了一种区熔硅单晶生长中消除多晶刺的工艺，首先可用于悬浮区熔法生长单晶硅的放肩阶段，当出现多晶刺时，将线圈向正、负极方向偏移以使腰变粗，降低多晶料的转速，在多晶刺通过线圈前刃口即线圈正、负极的对面时改变多晶料的旋转方向；其次可用于悬浮区熔法生长单晶硅的等径保持阶段，当出现多晶刺时，将线圈向正、负极方向偏移，降低线圈功率以使腰变粗，降低多晶料的转速，在多晶刺通过线圈前刃口即线圈正、负极的对面时改变多晶料的旋转方向。本发明通过采用消除多晶刺的生长工艺，降低了单晶失败的几率，提高了单晶寿命，进而增加了单晶的收率。

技术领域

本发明涉及一种区熔硅单晶生长中消除多晶刺的工艺，属于硅单晶制备技术领域。

背景技术

区熔硅单晶由于其氧碳含量低、电阻率高的特点，主要用在半导体功率器件和功率集成器件上。随着生产规模的扩大，半导体器件厂家为了提高生产率、降低成本、增加利润，都要求增加硅片直径，目前市场主流区熔硅单晶是5英寸、6英寸单晶。

区熔硅单晶的制备采用的是悬浮区熔法，制备过程包括多晶带磨、多晶磨锥、多晶腐蚀，多晶装炉、抽空、充气、预热、熔球、引晶、放肩、等径保持、收尾、冷却等阶段。采用这种方法对多晶硅进行提纯或生长硅单晶时，依靠熔体的表面张力使熔区悬浮于多晶棒与下方生长出的单晶之间，通过熔区向上移动而进行提纯和生长单晶。

为了提高单晶收率，拉制5英寸、6英寸大直径区熔硅单晶，一般使用直径在115-135之间的大直径多晶料。而大直径多晶料在拉晶的放肩阶段特别容易出现多晶出刺的现象，如果不把多晶刺消除，刺碰线圈打火导致单晶寿命降低；多晶刺还可能引起线圈电极电离引起高压跳，使得单晶生长终止。因此，如何消除多晶刺是值得研究的技术课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种区熔硅单晶生长中消除多晶刺的工艺，降低单晶失败的几率，提高单晶寿命，进而增加单晶的收率。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种区熔硅单晶生长中消除多晶刺的工艺，用于悬浮区熔法生长单晶硅的放肩阶段，当出现多晶刺时，将线圈向正、负极方向偏移以使腰变粗，降低多晶料的转速，在多晶刺通过线圈前刃口即线圈正、负极的对面时改变多晶料的旋转方向。

一种区熔硅单晶生长中消除多晶刺的工艺，用于悬浮区熔法生长单晶硅的等径保持阶段，当出现多晶刺时，将线圈向正、负极方向偏移，降低线圈功率以使腰变粗，降低多晶料的转速，在多晶刺通过线圈前刃口即线圈正、负极的对面时改变多晶料的旋转方向。

本发明中采用的线圈的结构与专利CN202430318U中公开的区熔法大直径单晶生长用单匝平板线圈的结构相同。该线圈的上表面设有两级圆周型台阶，其中，第一台阶设置在线圈直径110-125mm处，第二台阶设置在线圈直径90-100mm处，该两级圆周型台阶均为直角台阶；靠近内圆的第二台阶沿斜坡延伸至线圈内圆孔。

在本发明中，线圈向正、负极方向的偏移量为2-3mm。

在本发明中，降低线圈功率的方式是：线圈功率降低0.1％，同时使多晶料靠近线圈以保持熔区饱满；该过程重复3-5次。

在本发明中，多晶料的转速由0.3-0.4rpm降至0.2-0.3rpm。

在本发明中，改变多晶料旋转方向的方式是使其向相反方向旋转，优选改变2-3次。

在本发明中，所述区熔硅单晶为5英寸或6英寸大直径区熔硅单晶。

本发明的优点在于：

本发明在区熔硅单晶拉制过程中，通过采用消除多晶刺的生长工艺，降低了单晶失败的几率，提高了单晶寿命，进而增加了单晶的收率。

附图说明

图1为本发明采用的线圈的截面示意图。