[发明专利]一种利用单晶硅籽晶诱导生长铸造单晶硅的方法及产品

摘要

本发明公开了一种利用单晶硅籽晶诱导生长铸造单晶硅的方法及产品，具体是先在坩埚内壁涂上一层高纯的氮化硅或氧化硅层，然后在坩埚底部中心放置一小块无位错单晶硅籽晶，再打开对应于单晶硅籽晶的坩埚底部冷却水或冷却气体对中心的单晶硅籽晶进行冷却，通过热场控制温度梯度为5～30℃/cm，形成以单晶硅籽晶为中心的球冠型固液界面，最后逐步打开保温罩，再经降温冷却后形成全单晶化的铸造单晶硅。所述的制备方法减少了单晶硅籽晶的用量，大幅降低了单晶硅籽晶的制备和材料成本，同时通过改进热场控制有效减少边缘多晶硅区域、提高类单晶的比例；制备得到的铸造单晶硅的位错密度可以有效控制在10⁶/cm²以下。

主权项

一种利用单晶硅籽晶诱导生长铸造单晶硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将一块无位错的单晶硅块放置在内表面有涂层的坩埚底部，再将多晶硅料置于单晶硅块上，加入电性掺杂剂，装炉；所述的电性掺杂剂为硼、镓或磷；（2）炉室内抽真空后通入高纯氩气，同时在对应单晶硅块底部的坩埚外部通入冷却水或冷却气体，然后将炉室内加热到1400℃以上，使得多晶硅料及电性掺杂剂完全融化呈液相，而单晶硅块未被完全融化呈固相；（3）进一步增加单晶硅块底部的坩埚外部通入的冷却水或冷却气体的流量，并将炉体的保温罩逐渐打开，保证热场等温面呈球冠型分布，温度梯度为5～30℃/cm，定向凝固20～60h后，降温冷却，得到了所述的铸造单晶硅。