[发明专利]一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及溅射镀膜领域，具体涉及一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用。包括以下步骤：(1)装入硅料；(2)熔化阶段；(3)长晶过程；(4)减小热应力；(6)降温阶段。本发明选用多晶硅铸锭/提纯过程中产生的尾料作为原料，通过电子束熔炼耦合定向凝固将纯度较低的多晶硅原料提纯获得高纯多晶硅料，通过向硅中添加铝硼合金控制硅靶材的电阻率，通过籽晶诱导定向凝固工艺保证晶粒取向和均匀性，通过凝固工艺调整抑制晶体缺陷的形成。该方法制得的产品出成率能够达到80％左右，且具有成本低、纯度高、结晶取向一致、晶体缺陷少、电阻率可控的优点。

主权项

1.一种高纯多晶硅溅射靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：装入硅料，将电子束处理过的硅料与铝硼合金按一定配比装入坩埚中，抽真空，加热使湿气蒸发，并在短时间内升温；通入惰性气体作为保护气，使炉内压力保持在一定范围内，使坩埚内温度在短时间内快速达到1545～1560℃进入熔化阶段，步骤(1)过程中隔热笼始终在0位；在装料过程中，需在原料底部铺一层粒度范围在3～5mm的颗粒料；步骤(2)：熔化阶段，在1545～1560℃内保温7～9h，保温过程中隔热笼逐渐从0位开到5～7位，即缓慢提升隔热笼5～7cm，直至硅料剩余3～4cm，进行融化过程的第一次跳步操作，完成跳步后使硅液继续缓慢融化，速率为18～24mm/h；待硅料剩余2～3cm时进行第二次跳步操作，完成跳步后使硅液继续缓慢融化1～2cm，速率为12～18mm/h且有30min以上硅料既不融化也不生长；熔化阶段过程中底部热电偶的温度始终低于1370℃；步骤(3)：减少惰性气体流量，使炉内压力减小到1～100Pa，保持30～60min；步骤(4)：温度缓慢降低，完成长晶阶段，长晶过程中隔热笼从5～7位开到18～20位；步骤(5)：晶体生长完成后，晶锭退火；步骤(6)：炉内通入大流量惰性气体，使温度逐渐降低后取出硅锭。