[发明专利]重掺砷晶体生产中抑制重掺砷晶体电阻率反翘的方法

说明书

本发明提供重掺砷晶体生产中抑制重掺砷晶体电阻率反翘的方法，涉及硅单晶生产技术技术领域，在晶棒进入等径拉制时，通过在预定等径长度内调整晶体的结晶速率、温度进行晶棒拉制，本发明通过温度变化，保证晶体的结晶速率能够下降，从而降低在预定等径长度内晶棒的结晶速率，使得在预定等径长度内晶棒的结晶速率下降缓慢，使得晶棒在预定等径长度内结晶时间缩短，并且在保证不会发生晶变的情况下，一方面，使得砷的挥发作用小于其分凝作用，使得单晶电阻率沿晶棒的轴向从高到低分布，进而晶棒电阻率不会发生反翘；另一方面，使得单晶电阻率沿晶棒的轴向从高到低分布，由此能够明显提升电阻率0.003Ω.cm以下的产品比例。

技术领域

本发明属于硅单晶生产技术领域，具体涉及一种重掺砷晶体生产中抑制重掺砷晶体电阻率反翘的方法。

背景技术

重掺砷单晶硅片是非常理想的外延衬底材料，在生产过程中，由于砷的挥发性较强，且当硅溶液中的砷浓度较低，晶体的电阻率下降缓慢，甚至局部电阻率反翘（当砷的挥发作用大于其分凝作用时，电阻率会出现头低尾高的情况，我们称之为电阻率反翘，通常情况下，因分凝效应单晶电阻率轴向分布是头高尾低的）。

现有技术中，如申请号为202110923750.6的中国发明，具体公开了一种能够抑制电阻率反翘的重掺砷硅单晶生产方法，该发明通过统计分析，找到重掺砷硅单晶晶棒出现电阻率反翘率峰值处所对应的等径长度及该处影响电阻率反翘的特征因子，通过调整该特征因子，降低电阻率反翘率。例如，通过降低坩埚转速和/或提高单晶炉炉压，能够有效抑制重掺砷硅单晶晶棒电阻率反翘，提高产品合格率，减少浪费；上述发明虽然有效的抑制了重掺砷硅单晶晶棒电阻率反翘，但是通过降低埚转来抑制重掺砷硅单晶晶棒电阻率反翘时，晶体的氧含量会降低，对于高氧产品，合格率会变低；当通过提高单晶炉炉压来抑制重掺砷硅单晶晶棒电阻率反翘时，由于增大炉压，会使砷气体和硅蒸汽浓度增大，晶棒容易NG，且运行一段时间后，砷气体和硅蒸汽一旦冷却，气体通道容易堵塞。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种重掺砷晶体生产中抑制重掺砷晶体电阻率反翘的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种重掺砷晶体生产中抑制重掺砷晶体电阻率反翘的方法，在晶棒进入等径拉制时，通过在预定等径长度内调整晶体的结晶速率、温度进行晶棒拉制，能够抑制晶棒的电阻率反翘，并且提升电阻率0.003Ω.cm以下的产品比例。

优选地，所述预定等径长度占晶棒长度的30%-40%。

优选地，所述预定等径长度为500mm。

优选地，所述预定等径长度内调整晶体的结晶速率由1.1mm/min降低至0.48mm/min-0.52mm/min。

优选地，所述晶体的结晶速率下降幅度为每50mm结晶长度小于等于0.1mm/min。

优选地，所述预定等径长度内调整晶体的温度包括两种降温调整步骤、升温调整步骤，以通过升温、降温使得晶棒电阻率既不会反翘，也不会晶体变形。

优选地，所述降温步骤为：在等径0-200mm，降温幅度为每50mm降温0.5℃-1℃。

优选地，所述升温步骤为：在等径大于200mm，升温幅度为每50mm升温0℃-0.5℃。

优选地，在等径阶段时，大于所述预定等径长度后，结晶长度每增加100mm，温度累计增加0.5℃-1℃。

优选地，所述结晶速度小于0.5mm/min时，温度补偿保持恒定，不再增加。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：