[发明专利]一种直拉法引晶方法

说明书

本发明提供一种直拉法引晶方法，包括步骤：提供一硅熔体和一籽晶，所述硅熔体的液面处于第一液面位置；将所述籽晶浸入所述硅熔体中，并将所述籽晶向上提拉并旋转以从所述硅熔体的液面上引出细晶；在所述引出细晶的过程中，当所述细晶的长度达到预定值时，将所述硅熔体的液面提升至第二液面位置，所述第二液面位置高于所述第一液面位置。本发明的一种直拉法引晶方法具有降低籽晶在引晶过程中的温度差，降低由于温差引起的位错，从而提高引晶成功率，节约长晶成本。

技术领域

本发明属于半导体材料制备领域，特别是涉及一种直拉法引晶方法。

背景技术

在制备大尺寸硅单晶过程中，主要包括化料、引晶、放肩、等晶、收尾这四个关键步骤。通过电阻加热，将装在石英坩埚中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔点的温度，将籽晶浸入熔体，然后以一定速度向上提拉籽晶并同时旋转引出晶体。

引晶过程中，籽晶与熔体接触会在接触面由于温差产生位错，为了排除位错需要拉制一段细长的籽晶。而在制备大尺寸、大投料量的晶体过程中，为了使细晶能承受250kg-400kg的重量，细晶直径需要保持在4.0mm之上，晶体重量增加细晶直径越粗。

目前，主要采用引晶方法是在引晶阶段直接将液面位置放置在等径阶段的位置开始引晶。随着细晶直径达到目标直径的长度超过120mm，则认为作一个完整的引晶过程。

同时，为了满足对晶体质量的控制，硅熔体液面与热屏底部的距离控制在一个较小的范围。但是会导致在引晶过程中，细晶轴向温差大，不利于排出位错，影响引晶的成功率。

基于以上所述，本发明的目的是给出一种直拉法引晶方法，用于降低籽晶在引晶过程中的温度差，降低由于温差引起的位错，从而提高引晶成功率，节约长晶成本。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种直拉法引晶方法，用于降低籽晶在引晶过程中的温度差，降低由于温差引起的位错，从而提高引晶成功率，节约长晶成本。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种直拉法引晶方法，包括步骤：

提供一硅熔体和一籽晶，所述硅熔体的液面处于第一液面位置；

将所述籽晶浸入所述硅熔体中，，并将所述籽晶向上提拉并旋转以从所述硅熔体的液面上引出细晶；

在所述引出细晶的过程中，当所述细晶的长度达到排除位错的预定值时，将所述硅熔体的液面提升至第二液面位置，所述第二液面位置高于所述第一液面位置。

可选地，所述第一液面位置与热屏之间的距离介于60mm～70mm之间，所述第二液面位置与热屏之间的距离介于35mm～70mm之间。

可选地，将所述硅熔体的液面提升至所述第二液面位置的速度介于0.1mm/min～2mm/min之间。

可选地，所述细晶的长度介于200mm～400mm之间以排除位错。

可选地，所述细晶的直径介于4mm～6mm之间。

可选地，所述籽晶相对于所述硅熔体的液面向上提拉的速度介于1mm/min～5mm/min。

可选地，所述引晶过程中加热器的温度变化介于-6℃～+10℃之间。

可选地，所述籽晶向上提拉时旋转的转速介于6rpm～15rpm之间。

如上所述，本发明提供一种直拉法引晶方法，本发明具有以下功效：

本发明将引晶分为两个阶段，在第一阶段时，将细晶所处的第一液面位置与热屏之间保护较大的距离，在细晶排除位错后进入第二阶段，再将细晶所处的第二液面位置提升至等径要求的位置，使得在第一阶段中细晶受到更多来自加热器辐射的热量，以保持整个细晶部分温差降低，从而降低细晶的位错。