[发明专利]掺磷单晶硅生产中防尘爆的抽真空方法及应用其的掺磷单晶硅生产方法

说明书

本发明公开了一种掺磷单晶硅生产中防尘爆的抽真空方法，用于生产掺磷单晶硅的单晶炉包括相互连通的主室和副室，所述副室设于所述主室上方；所述抽真空方法包括以下步骤：S1、采用第一管道将主阀和主泵依次连通到所述主室，并关闭所述主阀和主泵；S2、采用第二管道将辅助阀和副泵依次连通到所述副室，采用第三管道将快充阀连通至所述主室或所述副室；打开所述辅助阀和副泵将所述单晶炉内的空气抽出，控制所述快充阀向所述单晶炉内通入惰性气体。通过上述抽真空方法，可以实现逐渐减少炉内的空气含量，在抽真空的同时不满足尘爆条件；本发明中还提供了应用该防尘爆的抽真空方法的掺磷单晶硅生产方法，提供了安全生产掺磷单晶硅的保证。

技术领域

本发明涉及半导体单晶硅的制造领域，尤其涉及一种掺磷单晶硅生产中防尘爆的抽真空方法及应用其的掺磷单晶硅生产方法。

背景技术

在半导体行业中，随着集成电路技术的应用和发展，要求功率器件的功耗越来越低，尤其提出了电阻率更低的要求。在目前的研究中，相比于砷和锑，磷在硅晶格中的固溶度更大，得到的掺磷单晶硅的电阻率更低。目前用于生产单晶硅的单晶炉通常包括上下设置的副腔室和主腔室，用于放置原料多晶硅和红磷的石英坩埚设于主腔室内；从连通到主腔室的管道抽真空时，副腔室和主腔室内的气体通过上述管道经过打开的主阀和主泵被抽出。一旦开始生产单晶硅，该管道、主阀和主泵则24小时不间断运行使单晶炉内保持真空状态，这就导致了其使用的时间较长，在该管道内更容易沉积生产原料、磷和氧化物等物质。设置在主阀和主泵之间的管道由于设计等原因无法将其内的沉积物清理干净，虽然可以清洗主腔室、副腔室以及主腔室和主阀之间的管道内，但仍不可避免会有残留物。当再次生产掺磷单晶硅打开主阀抽真空时，由于无法清洗干净的沉积物和残留物中含有燃点低的红磷，轻微摩擦如打开主阀产生的摩擦会导致红磷氧化物粉尘爆炸的发生。一次尘爆将会污染高达130kg的高纯度原料，甚至会使单晶炉内的石英坩埚、热场部件和设备的损坏，不仅提高了生产维护成本，还给实际工作带来了很大的危险。

发明内容

本发明为解决生产掺磷单晶硅的单晶炉内在开始生产单晶硅前抽真空时发生的尘爆问题，提供一种掺磷单晶硅生产中防尘爆的抽真空方法及应用其的掺磷单晶硅生产方法。

为实现以上目的，根据本申请的一个方面，本发明通过以下技术方案实现：

一种掺磷单晶硅生产中防尘爆的抽真空方法，用于生产掺磷单晶硅的单晶炉包括相互连通的主室和副室，所述副室设于所述主室上方；所述防尘爆的抽真空方法包括以下步骤：

S1、采用第一管道将主阀和主泵依次连通到所述主室，并关闭所述主阀和主泵；

S2、采用第二管道将辅助阀和副泵依次连通到所述副室，采用第三管道将快充阀连通至所述主室或所述副室；打开所述辅助阀和副泵将所述单晶炉内的空气抽出，控制所述快充阀向所述单晶炉内通入惰性气体。

优选地，步骤S2包括：

(1)设置惰性气体流量；

(2)打开所述辅助阀和副泵将所述单晶炉内的空气经所述第二管道抽出，炉压降至P₁值时关闭所述辅助阀；

(3)打开所述快充阀且经所述第三管道向所述单晶炉内通入惰性气体，炉压升至P₂值时关闭所述快充阀。

优选地，依次重复步骤(2)和(3)操作至少三次后，炉压为P₂值，同时所述辅助阀、副泵和快充阀保持关闭，再打开连通到主室上的主阀和主泵继续抽出空气保持单晶炉内真空状态。

优选地，打开主阀和主泵继续抽出空气前，还需要打开设置在所述主阀和主室之间的蝶阀，将所述蝶阀开度设为5％并打开所述蝶阀。

优选地，惰性气体包括氩气，惰性气体经所述第三管道从惰性气体源送至所述快充阀。