[发明专利]一种硅单晶的生长方法

说明书

本发明提供一种硅单晶的生长方法，所述生长方法包括：确定设定拉速，所述设定拉速在理想拉速上下呈周期性变化；将晶体温度控制在1200℃以上，按照所述设定拉速进行提拉，以生长硅单晶。本发明提供的硅单晶的生长方法减少硅单晶中的原生缺陷，从而形成完美晶体，并且能够扩展硅单晶生长的工艺窗口。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种硅单晶的生长方法。

背景技术

随着科技的发展、新电子产品的不断出现，对大直径单晶硅的需求量增长迅速。单晶硅晶体的生长方法主要包括直拉法(简称CZ法)、区熔法(简称FZ法)和外延法。直拉法、区熔法用于生长单晶硅棒材，外延法用于生长单晶硅薄膜。其中，直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池等，是目前最常见的单晶硅生长方法。区熔法制备的单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域。

直拉法制备单晶硅，即在长晶炉中，使籽晶浸入容置于坩埚的硅熔体中，在转动籽晶及坩埚的同时提拉籽晶，以在籽晶下端依次进行引晶、放肩、转肩、等径及收尾，获得单晶硅晶棒。

近年来，随着微电子工艺的不断进步，对硅片品质的要求不断提高，对完美硅晶体的需求也越来越大。所谓的完美晶体或接近完美的晶体是指不包含可检测到的体缺陷的硅晶体。控制直拉法生长硅晶体中的体缺陷要求对拉具和工艺进行具有挑战性的设计。尽管业界和学术界都做了大量的工作，但无体缺陷的直拉法硅生长工艺的加工窗口仍然很窄。

因此，有必要提出一种硅单晶的生长方法，以解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明提供一种硅单晶的生长方法，所述生长方法包括：

确定设定拉速，所述设定拉速在理想拉速上下呈周期性变化；

将晶体温度控制在1200℃以上，按照所述设定拉速进行提拉，以生长硅单晶。

在一个实施例中，所述设定拉速在所述理想拉速上下交替进行匀速上升、匀速下降的变化。

在一个实施例中，所述设定拉速的斜率为1E-7mm/min²至1E-4mm/min²。

在一个实施例中，所述理想拉速为0.4mm/min至0.7mm/min。

在一个实施例中，所述设定拉速的变化范围为所述理想拉速的98％-102％。

在一个实施例中，所述生长方法的工艺窗口为所述理想拉速的4％-5％。

在一个实施例中，所述生长方法依次包括引晶阶段、放肩阶段、转肩阶段、等径阶段及收尾阶段，所述设定拉速为所述等径阶段的拉速。

本发明提供的硅单晶的生长方法减少硅单晶中的原生缺陷，从而形成完美晶体，并且能够扩展硅单晶生长的工艺窗口。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1示出了本发明一实施例所提供的硅单晶的生长方法所使用的长晶炉的示意图；

图2示出了现有的硅单晶的生长方法中实际拉速的曲线图。

图3示出了本发明一实施例所提供的硅单晶的生长方法中设定拉速的曲线图。

具体实施方式