[发明专利]一种高阻硅单晶的制备方法

摘要

本发明公开了一种高阻硅单晶的制备方法，包括多晶硅区熔掺杂、真空提纯、真空成晶三大工艺，采用本发明方法制备硅单晶，能够极大提高所得硅单晶的纯度，获得低的断面电阻率不均匀性和保持高的少子寿命，单晶电阻率达到2000Ω.cm～7000Ω.cm，其纯度达到10N以上，其断面电阻率不均匀性小于15％，少子寿命大于1000μs，从而极大提高器件性能和稳定性、安全性；同时可实现批量生产该规格的高阻硅单晶。

主权项

一种高阻硅单晶的制备方法，包括多晶硅区熔掺杂、真空提纯、真空成晶三大工艺，其步骤如下：(1) 多晶硅区熔掺杂a、清炉、装炉：清理整个炉室，调整多晶料、籽晶、加热线圈及上轴、下轴使它们的中心在一条直线上；b、抽气、充气、预热：打开真空泵及抽气管道阀门，对炉室进行抽真空，真空度达到0.1Pa以下时，关闭抽气管道阀门及真空泵，向炉膛内快速充入氩气；充气完毕后，对多晶硅棒进行预热；c、化料、引晶：预热结束后，进行化料；多晶料熔化后，将籽晶与熔硅进行熔接，熔接后引晶； d、缩细颈：进行细颈的生长，细颈直径2-6mm，长度30-60mm；e、开掺杂气体：打开触摸屏上的掺杂开关，使掺杂气体进入炉膛，所述掺杂气体为磷烷与氩气的混合气体、或者硼烷与氩气的混合气体，其中磷烷、硼烷所占的浓度比为0.0001%-100%；f、放肩、转肩、等径：细颈生长结束后，进行放肩，放肩过程中减少下移速至1-8mm/min；在放肩直径与所需晶体直径相差10-20mm时，进行转肩，直至晶体达到所需直径，转肩后晶体等径生长； g、收尾、停掺杂气体、停炉：当晶体拉至尾部，开始进行收尾并停掺杂气体，当熔区直径为10-20mm时将熔区拉开，上轴上升，下轴下降；(2) 真空提纯将掺杂后的多晶硅在真空状态下进行提纯，制备纯度为10N以上的高纯度多晶硅棒； (3)真空成晶将上述步骤得到的高纯度多晶硅棒，在真空气氛下进行单晶硅成晶工序。