[发明专利]一种高定向精度硅籽晶制作方法

说明书

本发明涉及一种高定向精度硅籽晶制作方法。本发明方法首先在圆柱体硅单晶晶锭一个端面上标注相互垂直的两条直径，并在圆柱体侧壁上沿轴向标注四条直线，然后在标注直径的一端切割下圆片形硅片，根据四条直线将硅片进行定向，确定该硅片与特定晶向的偏离程度和偏离方向，根据该方向标注出在硅片圆周上的起始点，将硅片恢复至硅单晶晶锭原来位置，并置于底座上，在另一个端面上对应起始点位置根据偏离程度垫高，将套筒套在底座上，注入环氧树脂并固化，最后根据需要的硅籽晶直径钻取圆柱形的圆柱形籽晶。本发明方法原理清楚、方法简单，制作的硅籽晶定向精度高。利用高精度籽晶拉制的直拉硅单晶外形接近圆形，没有明显的扁棱结构。

技术领域

本发明属于电子信息材料技术领域，涉及一种高定向精度硅籽晶制作方法，具体是拉制直拉硅单晶用籽晶的制作方法，可用于制作取向精度很高的籽晶。

背景技术

直拉硅单晶是制作电子元器件的基材，它的质量好坏对电子元器件的性能有重要的影响。籽晶作为直拉硅单晶的起点，影响直拉硅单晶拉制过程中晶锭的外形，也会影响拉制的晶锭中微缺陷和杂质的分布。一方面，使用晶向偏差严重的籽晶将导致晶锭外形偏离圆柱形，如对常用的<111>晶向晶锭而言，将形成很宽的扁棱。由于晶锭最终必须加工成圆柱形，为了保证加工后圆柱形晶锭的直径，拉制时必须适当放宽晶锭的直径以免原始晶锭滚圆后达不到目标直径。因此，籽晶晶向偏向大将导致硅多晶原料的浪费，导致晶锭生产厂家成本提高。另一方面，籽晶如果偏向过大的话，将影响晶锭生长过程中固液界面与目标晶向的偏离程度。由于目前直拉硅单晶生长过程中晶锭都会转动，这样会导致固液界面与目标晶向的关系发生周期性的变化，从而导致微缺陷和杂质的分布也呈周期性应的变化。对于特征线宽越来越小的器件工艺，如何降低硅单晶的不均匀性变得越来越重要，因此有必要从籽晶这个源头开始解决晶锭中微缺陷和杂质的不均匀问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高定向精度硅籽晶制作方法，用于制作高定向精度的硅籽晶。

本发明方法的具体步骤如下：

步骤(1).截取一段所需取向的圆柱体硅单晶晶锭，经滚圆、端面机械抛光后，在圆柱体一个端面上标注相互垂直的两条直径AB和CD，然后以A、B、C、D为起点，以另一个端面为终点，在圆柱体侧壁上沿轴向标注四条直线AA′、BB′、CC′、DD′；

步骤(2).用切割机将硅单晶晶锭在标注直径的一端切割下一片厚度为0.5～2mm的圆片形硅片；

步骤(3).将切割下的硅片用XRD衍射仪进行定向，确定该硅片与特定晶向的偏离程度和偏离方向；具体如下：

(3-1).将硅片端面的AB线与XRD衍射仪的X射线-探测器平面平行，以θ-2θ方式扫描，确定AB方向特定晶向对应的衍射角2θ₁；

(3-2).将硅片端面转动180度，以θ-2θ扫描，确定BA方向特定晶向对应的衍射角2θ₂；得到沿AB方向的偏离角

(3-3).将硅片端面的CD线与XRD衍射仪的X射线-探测器平面平行，以θ-2θ扫描，确定CD方向特定晶向对应的衍射角2θ₃；

(3-4).将硅片端面再次转动180度，以θ-2θ扫描，确定DC方向特定晶向对应的衍射角2θ₄；得到沿CD方向的偏离角

(3-5).计算特定晶向的总偏离角γ：

(3-6).假设硅片特定晶向的衍射角为2θ₀，将XRD衍射仪的衍射角2θ设置到2θ₀+2γ处，改变硅片的方位角，找出与特定晶向衍射强度极大值对应的方位角，此方向即为偏离最大的方向；

在硅片端面上标注出与XRD衍射仪的X射线-探测器平面平行的直径EF，在直径的连个端点标记E、F，并标示箭头方向；