[发明专利]一种提高区熔硅单晶电阻率均匀性的行波磁场法

摘要

本发明涉及一种提高区熔硅单晶电阻率均匀性的行波磁场法，其特征在于，在硅熔体外部安装行波磁场发生器，在区熔硅单晶拉晶过程中向硅熔体施加行波磁场；通过行波磁场加强区熔硅单晶中心部位硅熔体的纵向对流强度，进而带动硅熔体边缘部位的流动强度；行波磁场发生器采用圆筒型发生器，圆筒型发生器产生的圆筒型行波磁场使硅熔体的对流具有轴对称性，行波磁场N极和S极的间距为1～50cm，磁场的最大强度为400～800Gauss，磁场速度为1～4cm/s；通过控制行波磁场N极S极间距，调整对流路径和增加对流强度，最终使掺杂剂在硅熔体中的分布更加均匀，提高区熔气掺硅单晶的径向电阻率均匀性。

主权项

一种提高区熔硅单晶电阻率均匀性的行波磁场法，其特征在于，在硅熔体外部安装行波磁场发生器，在区熔硅单晶拉晶过程中向硅熔体施加行波磁场；通过行波磁场加强区熔硅单晶中心部位硅熔体的纵向对流强度，进而带动硅熔体边缘部位的流动强度；所述行波磁场发生器采用圆筒型发生器，圆筒型发生器产生的圆筒型行波磁场使硅熔体的对流具有轴对称性，行波磁场N极和S极的间距为1～50cm，磁场的最大强度为400～800Gauss，磁场速度为1～4cm/s；通过控制行波磁场N极S极间距，调整对流路径和增加对流强度，最终使掺杂剂在硅熔体中的分布更加均匀，提高掺杂剂的均匀性；所述方法包括如下步骤：a)      首先将炉门打开，用纤维纸将炉门内壁、上炉室、上轴、线圈和保温筒等部分擦拭一遍；b)      将卡盘安装在多晶料头部，并用扳手拧紧，之后将卡盘安装在上轴低端，之后调整多晶料棒使之呈竖直状态；c)      然后安装线圈和保温筒，并用水平仪进行水平调整，之后用专门的对中工具进行线圈的对中，之后将石墨环伸出，下降多晶使之位于石墨环上方约3mm；d)      抽空，充入Ar气使炉压达到4 bar，之后缓慢增加功率进行预热，预热时间为30分钟之后向上升起单晶使石墨环能够收回初始位置时将石墨环退出，下降多晶料棒进行加热；e)      待多晶料棒下端出现熔区后，上升籽晶与熔区接触进行过热引晶；f)      引晶完毕后，开启下速进行拉细颈：细颈直径Φ2～3mm，长度为150mm；g)      降低下速进行扩肩，此时开始通入掺杂气体，并开启行波磁场，设定行波磁场的峰值强度，当扩肩直径达到设定值时，降低下轴速度开始等径生长，最后生长完成后，收尾停炉，并取出硅单晶；根据上述步骤制备获得的区熔硅单晶电阻率均匀性达到RRV＜10%。