[发明专利]一种直拉法制备高电阻硅单晶的方法

摘要

一种直拉法制备高电阻硅单晶的方法，首先利用直拉法制备出电阻率在0.015~0.020Ω/CM的若干母合金样片，然后再利用该母合金样片继续用直拉法制备出高电阻硅单晶。本发明通过精确控制每一小批次母合金的电阻率，提高母合金的掺杂量，减少母合金的计算和称量的误差，实现直拉高阻硅单晶的稳定生长，使P型单晶硅的电阻率能达到300Ω/CM，且电阻率径向均匀性在3%以内，从而极大提高器件性能和稳定性、安全性，同时也实现了稳定批量生产直拉高阻硅单晶，本方法同样适用于拉制N型高阻单晶棒，能满足拉制N型电阻率在100Ω/CM以内的单晶棒。

主权项

一种直拉法制备高电阻硅单晶的方法，首先利用直拉法制备出母合金样片，然后再利用该母合金样片继续用直拉法制备出高电阻硅单晶，其特征在于，具体操作如下：在单晶炉的石英坩埚内加入纯硼和多晶硅，并安装晶向为<100>的籽晶，然后按照直拉法的工艺步骤依次进行抽空、检漏、化料、熔接、细颈、放肩、转肩、等径和收尾从而得到晶棒，将晶棒去头尾后，从头部开始切样片若干，样片经酸洗和退火后测量其电阻率，从而得到电阻率在0.015‑0.020Ω/CM的若干母合金样片；其中，纯硼的加入量按照以下公式进行计算：M =(C_S头*W*A)/ (K₀*d*N₀)式中：M为掺杂元素重量，C_S头为晶体头部电阻率对应杂质浓度，W为总共的投料量，d为硅的密度，A为掺杂元素原子量，N₀为阿伏伽德罗常数，K₀为掺杂元素分凝系数；从步骤1）中选取已知电阻的母合金样片，然后将其与多晶硅放入单晶炉的石英坩埚内，并安装晶向为<100>的籽晶，然后按照直拉法的工艺步骤依次进行抽空、检漏、化料、熔接、细颈、放肩、转肩、等径和收尾从而得到晶棒，将晶棒去头尾后，从头部开始切样片若干，样片通过酸洗、退火、喷砂处理后测量其电阻率，从而得到符合要求的高电阻硅单晶；其中，母合金样片的加入量符合以下公式：（w+M）*C_s头=K₀*M*C_m式中：w为总的投料量，M为应掺母合金的重量，C_s头为单晶头部电阻率对应的杂质浓度，K₀为杂质的分凝系数，C_m为母合金的杂质浓度。