一种提高区熔硅单晶生长过程中放肩成功率的方法与流程

本发明涉及一种提高区熔硅单晶生长过程中放肩成功率的方法，属于集成电路技术领域。

背景技术：

区熔硅单晶生长工艺过程分为缩细径、放肩、等径、收尾等阶段。对于拉制4寸以上的大直径区熔单晶，单晶生长至等径阶段后，由于细径无法稳定支撑单晶重量，所以区熔炉上都安装有夹持系统。如图4所示，目前区熔炉上的夹持系统一般包括一次夹持圆片1和二次夹持针2。

夹持系统虽然能够解决单晶稳定支撑的问题，但是对[111]晶向的单晶来说，由于放肩过程中晶体侧面会鼓出1-3个大苞，在投放夹持的过程中，一次圆片和二次夹持针有可能和大苞碰上，导致一次圆片或二次夹持针将单晶往一边挤压，使得单晶歪着长，这样很可能使单晶断苞，导致拉制失败。为了减少由于一次圆片和二次夹持针挤压大苞导致单晶失败的几率，需要想出办法，避免一次大苞与一次圆片和二次夹持针碰上。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种提高区熔硅单晶生长过程中放肩成功率的方法，以在无污染的情况下提高区熔硅单晶放肩成功率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种提高区熔硅单晶生长过程中放肩成功率的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将切好的方形[111]晶向籽晶腐蚀、清洗、烘干；

(2)将籽晶固定在籽晶夹头上，将籽晶前端剪去一部分，露出一个不平的端面；

(3)将籽晶夹头固定在籽晶对中器下部的梢杆上，籽晶不平的端面朝上，开启籽晶对中器上部的激光，激光照射到籽晶端面上并向上反射到籽晶对中器上部的刻度盘上，旋转籽晶对中器下部的梢杆以调整激光照射籽晶端面的位置，直到籽晶对中器上部的刻度盘上出现互成120°排列的3叶光瓣，在籽晶夹头对应位置上标记3叶光瓣的位置；

(4)将固定有籽晶的籽晶夹头从籽晶对中器取出，安装在区熔炉下轴的梢杆上，旋转籽晶夹头，使籽晶夹头3个标记位于1次夹持和二次夹持位置的中间；

(5)将多晶料挂在区熔炉上炉室，并将多晶料与籽晶对中，抽真空，充氩气，预热，熔接，缩细径，放肩直至等径、收尾。

其中，在所述步骤(2)中，籽晶前端剪去10mm。

本发明的优点在于：

利用本发明的方法可以在无污染的情况下提高区熔硅单晶放肩成功率，成本低廉，生产效率更高，无毒害，操作简单。

附图说明

图1为方形[111]晶向籽晶端面上小坑的结构示意图。

图2为籽晶对中器的结构示意图。

图3为激光经籽晶端面小坑反射至籽晶对中器的刻度盘的示意图。

图4为现有区熔炉夹持系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施方式。

本发明的基本原理为：方形[111]晶向籽晶属于硅单晶，由于其具有金刚石结构，{111}晶面族之间的原子间距最长，引力最小，最容易在外力作用下解理出来，所以(111)面为硅单晶解理面。将方形[111]晶向籽晶前端剪去10mm左右，露出一个不平的端面，该端面由许多小坑组成，如图1所示，每个小坑均是由4个(111)面构成的四面体。如图2所示，籽晶对中器包括激光开关1、刻度盘2、激光通道3、梢杆4、旋钮5。如图3所示，当由籽晶对中器发出的激光6照射到籽晶端面的小坑时，反射光在籽晶对中器的刻度盘3上形成3叶光瓣7，这3叶光瓣是[111]晶向单晶3条棱的位置，也是单晶鼓大苞的位置。在籽晶夹头对应出现三个光瓣的位置作标记，并将籽晶夹头安装在区熔炉梢杆上，同时避开1次夹持和二次夹持的位置。由于使1次夹持和二次夹持的位置避开了鼓大苞的位置，避免了1次夹持和二次夹持对鼓有大苞的[111]单晶的挤压，从而避免了单晶被挤压往一边歪着长会出现流熔区和回熔勒苞的现象。

实施例1

将切好的方形[111]晶向籽晶腐蚀、清洗、烘干；将方形[111]晶向籽晶固定在籽晶夹头上，用钳子将方形[111]晶向籽晶前端剪去10mm左右，露出一个不平的端面，将籽晶夹头固定在籽晶对中器下部的梢杆上，方形[111]晶向籽晶不平的端面朝上，开启籽晶对中器上部的激光，激光照射到籽晶端面上并向上反射到籽晶对中器上部的刻度盘上，旋转籽晶对中器下部的梢杆以调整激光照射籽晶端面的位置，当激光照射籽晶端面的位置合适时，籽晶对中器上部的刻度盘上会出现3叶光瓣，3叶光瓣互成120°排列，在籽晶夹头对于位置上标记3叶光瓣的位置；将固定有方形籽晶的籽晶夹头从籽晶对中器取出，安装在区熔炉下轴的梢杆上，并且旋转籽晶夹头，使籽晶夹头3个标记位于1次夹持和二次夹持位置的中间，这样就使鼓苞避开了1次夹持和二次夹持。将多晶料挂在区熔炉上炉室，并将多晶料与籽晶对中，抽真空，充氩气，预热，熔接，缩细径，放肩至Φ82时单晶有1个鼓苞，该苞处在一次夹持片的中间，放肩至Φ105等径，等径30mm单晶有2个苞，同时投一次和二次夹持，一次夹持在Φ82与单晶接触，未碰上鼓苞，二次夹持在等径30mm与单晶接触，未碰上鼓苞，使单晶保持直至收尾。

实施例2

将切好的方形[111]晶向籽晶腐蚀、清洗、烘干；将方形[111]晶向籽晶固定在籽晶夹头上，用钳子将方形[111]晶向籽晶前端剪去10mm左右，露出一个不平的端面，将籽晶夹头固定在籽晶对中器下部的梢杆上，方形[111]晶向籽晶不平的端面朝上，开启籽晶对中器上部的激光，激光照射到籽晶端面上并向上反射到籽晶对中器上部的刻度盘上，旋转籽晶对中器下部的梢杆以调整激光照射籽晶端面的位置，当激光照射籽晶端面的位置合适时，籽晶对中器上部的刻度盘上会出现3叶光瓣，3叶光瓣互成120°排列，在籽晶夹头对于位置上标记3叶光瓣的位置；将固定有方形籽晶的籽晶夹头从籽晶对中器取出，安装在区熔炉下轴的梢杆上，并且旋转籽晶夹头，使籽晶夹头3个标记位于1次夹持和二次夹持位置的中间，这样就使鼓苞避开了1次夹持和二次夹持。将多晶料挂在区熔炉上炉室，并将多晶料与籽晶对中，抽真空，充氩气，预热，熔接，缩细径，放肩至Φ84时单晶有1个鼓苞，该苞处在一次夹持片的中间，放肩至Φ110时单晶有1个苞，同时投一次和二次夹持，一次夹持在Φ84与单晶接触，未碰上鼓苞，二次夹持在Φ110与单晶接触，未碰上鼓苞，继续加功率和压速使单晶直径长至Φ130保持直至收尾。