一種摻磷、摻砷單晶改善軸向電阻率均勻性的工藝方法技術

本發明專利技術公開了一種摻磷、摻砷單晶改善軸向電阻率均勻性的工藝方法，包括以下步驟：將爐體內的熱屏的下端開口直徑設置為300

【技術實現步驟摘要】
一種摻磷、摻砷單晶改善軸向電阻率均勻性的工藝方法


[0001]本專利技術涉及單晶硅生產
，具體為一種摻磷、摻砷單晶改善軸向電阻率均勻性的工藝方法。

技術介紹

[0002]在半導體硅單晶生產中常加入一定量的摻雜劑以滿足對其電性能的要求,常見的摻雜劑有:硼、磷、砷和銻。由于片間電阻率對于后道工藝的電性參數有較大影響，片間電阻率分布范圍越窄，則電性能越穩定，工藝可控性越高。因此，重摻磷、重摻砷、重摻銻軸向電阻率偏差越低越好。常規摻磷、摻砷、摻銻單晶軸向電阻率頭尾比1.5以上，其中(最高電阻率
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最低電阻率)/最低電阻率>40％?，F有技術中也有可以降低電阻率的方法，如公開號為CN102162124A的專利《一種提高重摻砷單晶軸向電阻率均勻性的方法》中介紹了通過控制爐壓和Ar氣流量來改善軸向電阻率偏差的方法，但是僅靠爐壓和氣流量的控制，軸向電阻率偏差僅能做到<28％，顯然是無法滿足要求。

技術實現思路

[0003]本專利技術提供了一種摻磷、摻砷單晶改善軸向電阻率均勻性的工藝方法，可以解決現有技術中軸向電阻率偏高的問題，可以將軸向電阻率偏差控制在15％以內。
[0004]為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種摻磷、摻砷單晶改善軸向電阻率均勻性的工藝方法，包括以下步驟：將爐體內的熱屏的下端開口直徑設置為300
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360mm，將爐體拆開，記錄籽晶的初始位置的底部與熱屏的下端開口平面之間的第一距離；生產前根據之前記錄的第一距離將籽晶下降至底面與熱屏的下端開口齊平的位置，再下降第二距離，爐體內盛放有溶液的堝位上升，直到籽晶的底面與溶液剛好接觸；開始拉晶，籽晶向上移動拉近籽晶底面與熱屏的下端開口之間的距離，籽晶向上拉近的距離變化具體如下：
[0005]當單晶凝固0％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少0mm，最多0mm；
[0006]當單晶凝固10％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少2mm，最多4mm；
[0007]當單晶凝固20％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少4mm，最多6mm；
[0008]當單晶凝固30％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少6mm，最多8mm；
[0009]當單晶凝固40％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少8mm，最多10mm；
[0010]當單晶凝固50％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少10mm，最多12mm；
[0011]當單晶凝固60％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少11mm，最多14mm；
[0012]當單晶凝固70％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少12mm，最多16mm；
[0013]當單晶凝固80％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少13mm，最多18mm。
[0014]爐體內壓力隨著拉晶過程而變化，爐體內壓力的具體變化如下：
[0015]當單晶凝固0％時，爐體內壓力最低25Torr，最高40Torr；
[0016]當單晶凝固10％時，爐體內壓力最低25Torr，最高45Torr；
[0017]當單晶凝固20％時，爐體內壓力最低25Torr，最高55Torr；
[0018]當單晶凝固30％時，爐體內壓力最低30Torr，最高60Torr；
[0019]當單晶凝固40％時，爐體內壓力最低35Torr，最高65Torr；
[0020]當單晶凝固50％時，爐體內壓力最低40Torr，最高65Torr；
[0021]當單晶凝固60％時，爐體內壓力最低45Torr，最高65Torr；
[0022]當單晶凝固70％時，爐體內壓力最低50Torr，最高65Torr；
[0023]當單晶凝固80％時，爐體內壓力最低55Torr，最高65Torr。
[0024]獲得的摻砷硅單晶的軸向電阻率均勻度:(最高電阻率
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最低電阻率)/最低電阻率<15％；
[0025]或獲得的摻磷硅單晶的軸向電阻率均勻度:(最高電阻率
?
最低電阻率)/最低電阻率<10％。
[0026]作為優選，所述的第二距離為25
?
45mm。
[0027]作為優選，所述的籽晶上升由自動液位控制設備控制。
[0028]與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
[0029]1、通過控制熱屏口徑的大小控制氣體流速，從而控制摻雜劑揮發量；2、在拉晶開始階段，通過控制熱屏底部到熔液液面位置，控制初始摻雜劑揮發量，保證單晶頭部電阻率；3、通過控制等徑過程熱屏底部到熔液液面位置相對移動量來控制揮發速度，從而控制單晶電阻率；4、通過爐壓的調整增強等徑過程對于摻雜劑揮發量的控制。通過以上4點，將軸向電阻率偏差控制在15％以內。
附圖說明
[0030]圖1為本專利技術的工藝起始狀態示意圖；
[0031]圖2為本專利技術的籽晶與溶液液面貼合時的狀態示意圖
[0032]圖3為本專利技術的拉晶狀態示意圖。
[0033]附圖標記：
[0034]1、籽晶，2、熱屏，3、溶液，a、第二距離，b、第一距離，S、下端開口直徑。
具體實施方式
[0035]下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0036]如圖1
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3所示，本專利技術為了解決現有技術中軸向電阻率偏高的問題，實現將軸向電阻率偏差控制在15％以內的目標，提供如下技術方案：一種摻磷、摻砷單晶改善軸向電阻率均勻性的工藝方法，包括以下步驟：將爐體內的熱屏2的下端開口直徑S設置為300
?
360mm，下端開口直徑S這樣設置有利于控制穿過熱屏2的氣流的流速，接著將爐體拆開，記錄籽晶1的初始位置的底部與熱屏2的下端開口平面之間的第一距離b；生產前根據之前記錄的第一距離b將籽晶1下降至底面與熱屏2的下端開口齊平的位置，這樣能保證在視線被遮擋的情況下籽晶1能與熱屏2的下端開口齊平，然后就是控制籽晶1下降第二距離a，所述的第二距離a為25
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45mm，第二距離a可以控制初始摻雜劑揮發量，保證單晶頭部電阻率，接著爐體內盛放有溶液3的堝位上升，直到籽晶1的底面與溶液3剛好接觸；開始拉晶，籽晶1向上移動拉近籽晶1底面與熱屏2的下端開口之間的距離，所述的籽晶1上升由自動液位控制設備控制，
籽晶1向上拉近的距離變化具體如下：
[0037]當單晶凝固0％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少0mm，最多0mm；
[0038]當單晶凝固10％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少2mm，最多4mm；
[0039]當單晶凝固20％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少4mm，最多6mm；
[0040]當單晶凝固30％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少6mm，最多8mm；
[0041]當單晶凝固40％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少8mm，最多10mm；
[0042]當單晶凝固50％時，籽晶底部與本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種摻磷、摻砷單晶改善軸向電阻率均勻性的工藝方法，其特征在于，包括以下步驟：將爐體內的熱屏(2)的下端開口直徑(S)設置為300
?
360mm，將爐體拆開，記錄籽晶(1)的初始位置的底部與熱屏(2)的下端開口平面之間的第一距離(b)；生產前根據之前記錄的第一距離(b)將籽晶(1)下降至底面與熱屏(2)的下端開口齊平的位置，再下降第二距離(a)，爐體內盛放有溶液(3)的堝位上升，直到籽晶(1)的底面與溶液(3)剛好接觸；開始拉晶，籽晶(1)向上移動拉近籽晶(1)底面與熱屏(2)的下端開口之間的距離，籽晶(1)向上拉近的距離變化具體如下：當單晶凝固0％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少0mm，最多0mm；當單晶凝固10％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少2mm，最多4mm；當單晶凝固20％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少4mm，最多6mm；當單晶凝固30％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少6mm，最多8mm；當單晶凝固40％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少8mm，最多10mm；當單晶凝固50％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少10mm，最多12mm；當單晶凝固60％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少11mm，最多14mm；當單晶凝固70％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少12mm，最多16mm；當單晶凝固80％時，籽晶底部與熱屏底部拉近最少13mm，最多18mm。爐體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范宋杰，梁興勃，鄭鐵波，何永增，王少輝，牛鵬舉，程建國，龔益峰，
申請(專利權)人：浙江金瑞泓科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：