[发明专利]一种降低单晶棒假性高电阻的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热处理工艺，具体涉及一种降低单晶棒假性高电阻的方法。

背景技术

近年来，各种晶体材料，特别是以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高单晶硅具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加。

P型单晶硅头部电阻率虚高，是由于氧施主形成而引起的。在450℃左右，硅中的间隙氧(不显电性)会转化为氧施主(带负电)，从而影响单晶硅的电阻率。使得P型硅晶电阻率虚高，甚至反型。N型硅棒则出现电阻率比实际值更低的现象。

直拉硅单晶是将多晶硅放置在高纯石英坩埚中高温熔化，因为高纯坩埚直接与熔硅接触并且处于1450℃以上的高温，高温下二氧化硅会与熔硅反应生长氧化硅，并部分溶于熔硅中，随着晶体生长进入晶体内部，形成硅中氧。

同时，直拉硅单晶的生长时从高温熔体重缓慢凝固生长出来，晶体生长的驱动力主要来自于温度梯度形成的过冷度，因此，在晶体的生长、冷却过程中需要经过一段热历史。硅中的氧杂质在低温热处理时，能产生施主效应，使得n型硅晶体的电阻率下降，p型硅晶体的电阻率上升，施主效应严重时，能使p型硅晶体转化为n型，这是氧的施主效应。氧的施主效应分为两种情况，有不同的性质，一种是在350～500℃左右范围生成的，称为热施主，一种是在550～800℃左右范围形成的，称为新施主。直接硅单晶在拉制到出炉经历了一段热历史，不可避免的在350～500℃形成了热施主，所以在未去除热施主前，n型硅单晶的电阻率低于真实的电阻率。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种降低单晶棒假性高电阻的方法，该方法通过对单晶棒进行回火处理，可以使单晶棒的电阻恢复到正常范围值。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种一种降低单晶棒假性高电阻的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)挑选出假性高电阻单晶棒进行登记信息；

(2)用带有酒精的无尘纸将单晶棒表面擦拭干净；

(3)将单晶棒放置在石墨底板上，然后送入铸锭炉内，关闭铸锭炉将炉内抽真空至0.008MPa以下；

(4)先预热，然后快速加热至600～700℃；

(5)炉内温度在660℃下稳定1～2小时后停炉，开启冷却系统冷却至温度为500℃；

(6)取出单晶棒对其进行快速冷却至常温；

(7)检测单晶棒的电阻率。

优选的，所述步骤(3)中单晶棒和石墨底板之间放置有晶圆厚片。

优选的，所述步骤(3)中每个石墨底板上放置20～30个单晶棒。

优选的，所述步骤(4)中预热时间为5～10分钟，

优选的，所述步骤(5)中冷却系统为空气制冷或水冷盘中的任意一种。

优选的，所述步骤(6)中快速冷却采用工业风扇进行冷却。

优选的，所述步骤(7)中检测电阻率的方法为四探针电阻测试仪，对单晶棒采用三点测试法。

优选的，所述步骤(7)中检测不合格的单晶棒重新进行降低高电阻的处理。

本申请与现有技术相比，其详细说明如下：本发明提供了一种降低单晶棒假性高电阻的方法，该方法具体为先将单晶棒处理后放入铸锭炉内，然后关炉后抽真空并快速加热到660℃左右，稳定1～2小时后在炉内进行降温，降温到500℃后出炉进行快速降温至常温，此时单晶棒的假性高电阻可以恢复到1～3Ω.cm范围内，该方法利用公司本身的铸锭炉设备，对单晶棒进行回火处理，不仅降低了单晶棒的假性高电阻使其电阻率回到真实状态，同时，利用配套铸锭炉空闲待料时间处理单晶棒假性高阻现象，处理方法简单、方便、有效，不需要另外的场地、人员和设备，大大节省人力、物力等其他成本。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供了一种降低单晶棒假性高电阻的方法，该方法的包括以下步骤：

(1)挑选出假性高电阻单晶棒进行登记信息；对单晶棒进行登记晶棒号、电阻、少子等信息；

(2)用带有酒精的无尘纸将单晶棒表面擦拭干净；为了保证单晶棒表面洁净，在退火期间不受污染；

(3)将单晶棒放置在石墨底板上，然后送入铸锭炉内，关闭铸锭炉将炉内抽真空至0.008mbar以下，其中，单晶棒与石墨底板之间用晶圆厚片隔开，每个底板放置20～30块单晶棒；

(4)在加热模式下先预热5～10分钟，然后在高功率模式下快速加热至600～700℃；