专利名称：减少n型单晶头部氧化层错的方法
技术领域：
本发明涉及一种拉晶方法，具体涉及一种减少N型单晶头部氧化层错的方法。
背景技术：
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。单晶硅主要用于制作半导体元件。单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。通常，拉晶工艺主要包括引晶、放肩、转肩、等径、和收尾步骤。引晶是通过加热，将 石英坩埚中的多晶硅融化，将籽晶进入熔体，提拉籽晶引出晶体，为防止籽晶中的位错延伸到晶体中，生长细长颈的晶体；放肩是将晶体控制到所需直径；转肩是指放肩完成后提高拉速，使晶体纵向生长；等径是根据熔体和单晶炉情况，控制晶体等径生长到所需长度；收尾是指逐渐缩小直径，离开熔体。传统的拉晶工艺,放肩时间在IOOmin以上,耗时长，晶棒画线标准不统一，致使头部0ISF-RING发生频率高，严重影响拉晶，尤其是后道切断效率。因此，本领域迫切需要对拉晶工艺进行改进。
发明内容
本发明的目的就是提供一种新型的拉晶方法。本发明提供的拉晶方法，包括引晶、放肩、转肩、等径和收尾步骤，所述放肩步骤中，拉速为0. 5^1. Omm/min,放肩时间为60 80min,気气流量为50 70slm (slm是standardlitre per minute的缩写,意思是标准状态下lL/min的流量),单晶炉内的压力为l_2KPa。根据本发明的优选例，所述放肩步骤的时间为7(T80min。根据本发明的优选例，拉速为0. 7 0. 9mm/min,氩气流量为55 65slm，单晶炉内的压力为1. 2-1. 5KPa。根据本发明的优选例，所述放肩步骤中，拉速为0.75 0. 85mm/min，氩气流量为58 62slm，单晶炉内的压力为1. 3-1. 4KPa。根据本发明的优选例，在所述放肩步骤完成后，自晶线合成点向下Ilmm处作为单晶画线的零位置。根据本发明的优选例，在所述引晶步骤中，在多晶硅融化过程中掺杂磷合金。根据本发明的优选例，所述磷合金为P-Si合金。本发明的拉晶方法，有效防止单晶头部氧化层错的发生。应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在
此不再一一累述。
具体实施例方式本发明中，通过控制放肩工艺步骤的时间，减少头部发生氧化层错的概率。在本发明的一优选实施方式中，制备方法包括以下步骤(I)热场清洁与安装清除单晶炉内的杂物，对单晶炉热场进行清洁，并依次安装底盘、电极柱、石英环、石墨加热器、石墨中轴连接杆、石墨埚托、三瓣埚、保温筒、保温罩等对单晶炉热场进行安装；(2)装料及投放掺杂剂将原料多晶硅和磷合金投放入单晶炉内；(3)检漏对单晶炉进行抽真空，检测单晶炉是否有漏气现象；(4)化料石墨加热器对硅料进行加热，使原料融化； (5)稳定炉压调至2. 67kpa,调整祸位到距离热屏2_3cm,锅转放到8rpm/min,晶转调至8rpm/min，温度调至上炉引晶温度，进行稳定；(6)引晶下降籽晶浸入硅液，当籽晶和硅液的接触面出现稳定的光圈后再提升拉速进行引晶，拉速一般在2. 5-3. 5mm/min最佳。如果光圈很快变小或直接变大，需调整稳定至光圈稳定。光圈稳定的判定为直径同比籽晶直径且保持不变。引晶直径要求4-5mm，长度要求一个单晶直径；(7)放肩引晶直径和长度都达到要求后，将拉速降低到0. 5-1. Omm/min之间，温度分步骤下降，氩气流量为60slm，炉压为1. 34kpa，放肩时间为6(T80min ;其中，采用常规的温降程序进行温度分步骤下降即可，单晶横向生长到比单晶要求尺寸小5-8mm ；(8)转肩放肩直径达到比单晶要求尺寸小5-8mm时,放肩结束,提升拉速2_3mm/min,将单晶由横向生长转为纵向生长；其中在放肩结束后在晶线合成点的基础上向下推Ilmm作为晶棒画线零位置的选取；(9)等径转肩结束后，单晶转为纵向生长，单晶保持要求直径，拉直到要求长度。其中拉速为1. 2-1. 3mm/min，炉压 2. 67kpa ；(10)收尾等径到要求长度后，石墨坩埚坩埚上升停止，温度和拉速同步增加，进行收尾。收尾长度要求一个直径；(11)冷却收尾结束后，晶棒在单晶炉内冷却4-6小时，确保单晶出炉温度低于400 度；(12)取晶棒将单晶炉充至常压，打开单晶炉，使用取棒工装将晶棒转移到制定区域。下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例1N型6. 5英寸(16. 51cm)单晶的制备方法(I)热场清洁与安装清除单晶炉内的杂物，对单晶炉热场进行清洁，并依次安装底盘、电极柱、石英环、石墨加热器、石墨中轴连接杆、石墨埚托、三瓣埚、保温筒、保温罩等对单晶炉热场进行安装；(2)装料及投放掺杂剂将原料多晶硅和磷合金投放入单晶炉内；(3)检漏对单晶炉进行抽真空，检测单晶炉是否有漏气现象；(4)化料石墨加热器对硅料进行加热，使原料融化；
(5)稳定炉压调至2. 67kpa,调整祸位到距离热屏2_3cm,锅转放到8rpm/min,晶转调至8rpm/min,温度调至上炉引晶温度1420_1430°C,进行稳定；(6)引晶下降籽晶浸入硅液，当籽晶和硅液的接触面出现稳定的光圈后再提升拉速进行引晶，拉速一般在2. 5-3. 5mm/min最佳。如果光圈很快变小或直接变大，需调整稳定至光圈稳定。光圈稳定的判定为直径同比籽晶直径且保持不变。引晶直径要求4-5mm，长度要求 170-200mm ；(7)放肩引晶直径和长度都达到要求后，将拉速降低，拉速与对应的时间如下表所示，温度分步骤下降，温度与对应的时间如下表所示，氩气流量为60slm，炉压为1.34kpa ;单晶横向生长到比单晶直径171mm小5_8mm ；
权利要求
1.一种拉晶方法，包括引晶、放肩、转肩、等径和收尾步骤，其特征在于，所述放肩步骤中，拉速为O. 5^1. Omm/min，放肩时间为6(T80min，氩气流量为5(T70slm，单晶炉内的压力为 l-2KPa。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述放肩步骤的时间为7(T80min。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述放肩步骤中，拉速为O.7 O. 9mm/min,lS气流量为55飞5slm，单晶炉内的压力为1. 2-1. 5KPa。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述放肩步骤中，拉速为O.75、. 85mm/min,氩气流量为58飞2slm，单晶炉内的压力为1. 3-1. 4KPa。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述放肩步骤完成后，自晶线合成点向下Ilmm处作为单晶画线的零位置。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述引晶步骤中，在多晶硅融化过程中掺杂磷合金。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述磷合金为P-Si合金。
全文摘要
本发明提供了一种减少N型单晶头部氧化层错的方法，将放肩步骤的时间控制在60-80min，拉速为0.5~1.0mm/min，氩气流量为50~70slm，单晶炉内的压力为1-2KPa。本发明的方法，有效防止单晶头部氧化层错的发生。
文档编号C30B15/20GK103014840SQ20121056755
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者刘光有, 贺贤汉 申请人:上海申和热磁电子有限公司