[发明专利]一种气相掺杂区熔硅单晶的制备方法

说明书

本发明公开了一种气相掺杂区熔硅单晶的制备方法，包括以下步骤：(1)将一次多晶按正常的区熔拉晶工艺拉制成单晶或多晶；(2)将拉制成的单晶或多晶再次磨锥、刻槽、清洗、干燥；(3)将处理后的单晶或多晶装炉，并按目标电阻率设置掺杂流量，并按正常气相掺杂区熔拉晶工艺完成单晶拉制。根据本发明制备气相掺杂区熔硅单晶的方法，通过第一次的拉制，将硅芯内的杂质尽可能均匀的分布在拉制成的整个单晶或多晶内，而不是局限在硅芯内，从而降低因硅芯杂质搅拌不均匀造成的气相掺杂区熔硅单晶中心电阻率的波动，有效降低了单晶轴向及径向的电阻率不均匀性，提高了气相掺杂区熔单晶的目标电阻率命中率及稳定性。

技术领域

本发明涉及一种硅单晶的制备方法，特别涉及一种气相掺杂区熔硅单晶的制备方法。

背景技术

区熔硅单晶在拉制过程中，为获得一定的电学性能，需要掺入一定量的杂质，以提高其电活性。目前，区熔硅单晶的主要掺杂方法有中子嬗变掺杂(NTD)和气相掺杂等。其中，中子嬗变掺杂(NTD)所获得单晶的轴向及径向电阻率不均匀性最好，但由于其生产周期长、生产成本高、受中照堆制约等缺点，逐步被气相掺杂技术所替代。然而随着集成电路工艺的发展，对硅片的电阻率不均匀性要求越来越高，如何提升气相掺杂区熔硅单晶的电阻率不均匀性显得尤为重要。

目前，气相掺杂区熔硅单晶的电阻率不均匀性高主要体现在中心点电阻率波动大。区熔硅单晶使用的多晶棒是在硅芯上化学气相沉积上制备而成，多晶的电阻率主要来自硅芯，硅芯电阻率一般在50-100Ω·cm，而气相掺杂硅单晶的目标电阻一般也在100Ω·cm以内，若硅芯内的杂质在单晶拉制过程中分布不均匀，必然会造成电阻率的波动。为此本领域的技术人员不断的对掺杂工艺进行改善，包括偏心拉晶、正反转拉晶等，但最终都收效甚微。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气相掺杂区熔硅单晶的制备方法，以提高气相掺杂区熔单晶的目标电阻率命中率及稳定性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种气相掺杂区熔硅单晶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将一次多晶按正常的区熔拉晶工艺拉制成单晶或多晶；

(2)将拉制成的单晶或多晶再次磨锥、刻槽、清洗、干燥；

(3)将处理后的单晶或多晶装炉，并按目标电阻率设置掺杂流量，并按正常气相掺杂区熔拉晶工艺完成单晶拉制。

本发明的优点在于：

根据本发明制备气相掺杂区熔硅单晶的方法，通过第一次的拉制，将硅芯内的杂质尽可能均匀的分布在拉制成的整个单晶或多晶内，而不是局限在硅芯内，从而降低因硅芯杂质搅拌不均匀造成的气相掺杂区熔硅单晶中心电阻率的波动，有效降低了单晶轴向及径向的电阻率不均匀性，提高了气相掺杂区熔单晶的目标电阻率命中率及稳定性。

附图说明

图1为本发明气相掺杂区熔硅单晶的工艺流程示意图。

图2为对比例1制备的气相掺杂区熔硅单晶轴向中心点电阻率的测试结果。

图3为实施例1制备的气相掺杂区熔硅单晶轴向中心点电阻率的测试结果。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

实施例1

使用本方法，先将一次多晶硅拉制成硅单晶，然后再磨锥、刻槽、腐蚀、干燥，制备目标电阻率在65-85Ω·cm的5英寸N型111气掺硅单晶。掺杂气(磷烷)的流量为30mL/min，载气氩气流程为1L/min，混合气入炉流量为100mL/min，入炉压力为3bar。

对比例1