改善掺杂多晶或非晶硅磷浓度片间均一性的方法和结构的制作方法_3

文档序号:8262101阅读:来源:国知局
到所述第三路喷嘴管路206的顶部之间所述第三路喷嘴管路206的侧壁上设置有多个间隔排列的侧向出气孔;较佳为,所述侧向出气孔的个数为3个。各所述侧向出气孔处的箭头表示喷气。
[0066]从底端到顶端的方向上,所述第二路喷嘴管路205和所述第三路喷嘴管路206中的每路喷嘴管路的各所述侧向出气孔用于在对应位置补偿磷烷且通过调整各所述侧向出气孔孔径大小使得所述晶舟的各位置处对应的磷浓度差异变小,各位置处对应的磷浓度差异最小值为O ;各所述位置处对应的磷浓度则需要满足工艺要求。较佳为,各所述侧向出气孔的孔径还要求为0.8毫米?3毫米,小于0.8毫米容易堵塞出气孔,而大于3毫米则容易致使喷嘴强度降低而使管路破裂。
[0067]所述第二路喷嘴管路205和所述第三路喷嘴管路206中的每路喷嘴管路的各所述侧向出气孔的位置设置满足使所述磷浓度曲线均匀性得到优化,所述磷浓度曲线为多晶硅或非晶硅的磷浓度随所述晶舟202的位置的变化曲线。
[0068]较佳为,所述第二路喷嘴管路205和所述第三路喷嘴管路206的各所述侧向出气孔的孔径的大小以及位置采用如下步骤得到:
[0069]步骤一、从底端到顶端的方向上,所述第二路喷嘴管路205和所述第三路喷嘴管路206中的每路喷嘴管路的各所述侧向出气孔的孔径设置为逐渐变大;所述第二路喷嘴管路205和所述第三路喷嘴管路206中的每路喷嘴管路的各所述侧向出气孔的间距设置为相坐寸ο
[0070]步骤二、在所述晶舟202的固定监控位置上放置监控硅片,所述固定监控位置包括5个或7个,各所述固定监控位置在所述晶舟中呈等间距均匀分布,即步骤二中共放置有5片或7片所述监控硅片;在所述监控硅片上生长磷掺杂多晶硅或非晶硅,对各所述监控硅片的磷浓度进行测量,根据测量的磷浓度调整各所述侧向出气孔的大小,使得各所述固定监控位置处对应的磷浓度差异变小,各所述固定监控位置处对应的磷浓度差异最小值为O ;各所述固定监控位置处对应的磷浓度则需要满足工艺要求。
[0071]步骤三、从底部到顶部在所述晶舟202中等间距放置多片(如25片)所述监控硅片,在所述监控硅片上生长磷掺杂多晶硅或非晶硅,对各所述监控硅片的磷浓度进行测量,根据测量值制作磷浓度曲线,所述磷浓度曲线的横坐标为所述晶舟202的位置。
[0072]步骤四、根据所述磷浓度曲线调整所述第二路喷嘴管路205和所述第三路喷嘴管路206中的每路喷嘴管路的各所述侧向出气孔的位置,使得所述磷浓度曲线均匀性更高。
[0073]如图4所示,是本发明实施例的第二或第三路喷嘴管路的示意图。所述第二路喷嘴管路205和所述第三路喷嘴管路206中的每路喷嘴管路都包括长臂部分1、短臂部分10,所述长臂部分I延伸进入到所述炉管201的腔体中,所述短臂部分10位于所述长臂部分I的底部并和所述长臂部分I垂直,所述短臂部分10和气源相连。
[0074]所述短臂部分10包括第一部分11、第二部分12和第三部分14,所述第一部分11为圆柱体形状,所述第二部分12为圆锥体形状,所述第三部分14为一转角结构;所述第一部分11的直径大于所述第三部分14的直径,所述第三部分14的直径等于所述长臂部分I的直径;所述第二部分12用于将所述第一部分11连接到所述第三部分14,从所述第二部分12和所述第一部分11相连接处到所述第二部分12和所述第三部分14相连接处,所述第三部分14的直径从所述第一部分11的直径逐渐减少到所述第三部分14的直径;所述第三部分14和所述长臂部分I相连接。
[0075]所述第二路喷嘴管路205和所述第三路喷嘴管路206中的每路喷嘴管路的所述侧向出气孔的个数为3个,定义第一孔6为每路喷嘴管路中靠近顶端的所述侧向出气孔、第二孔7为位于中间位置的所述侧向出气孔、第三孔8为靠近底端的所述侧向出气孔。
[0076]所述第二路喷嘴管路205的所述长臂部分I的长度为690毫米?760毫米,所述第三路喷嘴管路206的所述长臂部分I的长度为1125毫米?1205毫米。
[0077]所述第二路喷嘴管路205的第一孔6和顶端的距离即标志2所述位置的距离为5毫米?40毫米;所述第三路喷嘴管路206的第一孔6和顶端的距离为5毫米?40毫米。
[0078]所述第二路喷嘴管路205的第一孔6和第二孔7的间距即标志3所述位置的距离为50毫米?150毫米;所述第三路喷嘴管路206的第一孔6和第二孔7的间距为120毫米?220毫米。
[0079]所述第二路喷嘴管路205的第二孔7和第三孔8的间距即标志4所述位置的距离为120毫米?220毫米;所述第三路喷嘴管路206的第二孔7和第三孔8的间距为120毫米?175毫米。
[0080]所述第二路喷嘴管路205的第三孔8和底端的距离即标志5所述位置的距离为430毫米?480毫米;所述第三路喷嘴管路206的第三孔8和底端为810毫米?880毫米。
[0081]所述第二路喷嘴管路205的第一孔6的孔径为1.5毫米?3毫米;所述第三路喷嘴管路206的第一孔6的孔径为2毫米?3毫米。AA剖面处示意出了第一孔6处的管路剖面放大图。
[0082]所述第二路喷嘴管路205的第二孔7的孔径为1.5毫米?3毫米;所述第三路喷嘴管路206的第一孔6的孔径为0.8毫米?2毫米。BB剖面处示意出了第二孔7处的管路剖面放大图。
[0083]所述第二路喷嘴管路205的第三孔8的孔径为0.8毫米?1.5毫米;所述第三路喷嘴管路206的第一孔6的孔径为0.8毫米?1.5毫米。CC剖面处示意出了第三孔8处的管路剖面放大图。
[0084]所述第二路喷嘴管路205的长臂部分I直径即标志9对应的长度为5.4毫米?6.6毫米,管壁厚度为0.9毫米?1.1毫米;所述第三路喷嘴管路206的长臂部分I直径为5.4毫米?6.6毫米,管壁厚度为0.9毫米?1.1毫米。
[0085]所述第二路喷嘴管路205的短臂部分10总长度为72毫米?88毫米、第一部分11的长度为54毫米?66毫米、第二部分12的长度为7.2毫米?8.8毫米、第三部分14的转角半径为4.4毫米?5.5毫米。
[0086]所述第三路喷嘴管路206的短臂部分10总长度为72毫米?88毫米、第一部分11的长度为54毫米?66毫米、第二部分12的长度为7.2毫米?8.8毫米、第三部分14的转角半径为4.4毫米?5.5毫米。
[0087]所述第二路喷嘴管路205的短臂部分10第一部分11的直径为8.6毫米?10.4毫米、管壁厚度为1.2毫米?1.4毫米;所述第三路喷嘴管路206的短臂部分10第一部分11的直径为8.6毫米?10.4毫米、管壁厚度为1.2毫米?1.4毫米。
[0088]3路喷嘴管路采用石英材质,石英材质包括东芝公司(Toshiba)生产的T-1030,T-1630S, T-2230, T-2630, T8630 系列;SEQ 生产的 Heralux, Heralux-LA, Heralux-E, Heralu-EL 系列;NSG 生产的 NP, HR, HR-P ;以及 GE 生产的 GE214, GE 124, GE244, GE224 系列。
[0089]如图5所示,是本发明实施例的炉管生长的多晶硅或非晶硅的磷浓度曲线。图5中的曲线208和曲线210都是采用现有炉管生长的多晶硅或非晶硅的磷浓度曲线,曲线209和曲线211都是采用本发明实施例炉管生长的多晶硅或非晶硅的磷浓度曲线,横坐标表示硅片处于所述晶舟102中的位置,TOP为顶端,BTM为底端,CTR为中间位置,T/C为顶端和中间位置之间的区域,B/C为底端和中间位置的区域,纵坐标表示磷浓度。
[0090]曲线208和210工艺条件仅温度不同,其它条件都相同,其中硅烷流量都为800sccm,曲线208的温度为538°C,曲线210的温度为580°C。
[0091]曲线209和211工艺条件仅温度不同,其它条件都相同,其中硅烷流量都为800sccm,曲线209的温度为538°C,曲线211的温度为580°C。
[0092]曲线208和209的工艺条件相同,曲线210和211的工艺条件相同。
[0093]从图5可以看出,曲线209和曲线211都较为平坦,消除了现有技术中的W分布情形,且温度升高到580°C后,磷浓度的均匀性也较好,所以本发明实施例确实能够提高硅片间磷浓度均匀性。
[0094]以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种改善掺杂多晶或非晶硅磷浓度片间均一性的方法,其特征在于:采用炉管进行多晶硅或非晶硅生长并同时进行磷掺杂,在所述炉管的腔体中设置有晶舟,所述晶舟用于放置用于生长多晶硅或非晶硅的硅片,磷掺杂采用磷烷作为气源,所述磷烷通过3路喷嘴管路通入到所述炉管的腔体中,第一路喷嘴管路的顶端设置在所述晶舟的底部,第二路喷嘴管路的顶端设置在所述晶舟的中部,第三路喷嘴管路的顶端设置在所述晶舟的顶部;所述3路喷嘴管路的底端为气源端; 所述第一路喷嘴管路的顶部设置喷气的出气孔; 所述第二路喷嘴管路的顶部密封,在所述第一路喷嘴管路的顶部到所述第二路喷嘴管路的顶部之间
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