技术简介：
本发明针对大直径直拉硅单晶生长中籽晶易断裂导致生产效率低的问题，提出通过热处理高间隙氧浓度硅单晶（3-30×10¹⁷cm⁻³）生成氧沉淀，显著提升籽晶机械强度的解决方案。热处理温度350-1300℃、时间10分钟-60小时，可使籽晶强度从450MPa提升至580MPa，有效支撑大重量硅单晶生长。
关键词：高强度籽晶,热处理,氧沉淀,直拉硅单晶
专利名称：生产高强度直拉硅单晶用的籽晶的制备方法
技术领域：
本发明涉及生产高强度直拉硅单晶用的籽晶的制备方法。
背景技术：
大规模集成电路发展迅速，目前特征线宽已达0.18微米，直拉硅单晶的直径已达8英寸，12英寸的硅单晶也已经投入实际产业。在直拉硅单晶生长时，首先将高纯多晶硅放入石英坩埚，再加入各种掺杂剂，如硼、磷、砷、锑等，然后将多晶硅升温熔化成熔硅，利用具有一定晶向的硅单晶作为籽晶，从熔硅的上部进入液体，再逐渐提升，使得熔硅以籽晶为种子，生长成直拉硅单晶。通常，籽晶是方形或圆形，直径在3～10毫米，为了实现无位错直拉硅单晶生长，在晶体生长过程中还要采用缩颈工艺，即籽晶的直径在晶体生长的初期会进一步减小。
随着硅单晶的直径的逐渐增大，硅单晶锭的体积和重量也不断增大，目前最高可达400多公斤，但是，细小直径的籽晶很难承受很大的重量，容易出现籽晶断裂，限制了直拉硅单晶的直径、体积和重量的增加，相对降低了硅单晶的生产效率，增加了生产成本。
发明内容本发明的目的是提供一种生产高强度直拉硅单晶用的籽晶的制备方法。
本发明的生产高强度直拉硅单晶用的籽晶的制备方法，步骤如下选择间隙氧浓度在(3～30)×1017cm-3直拉硅单晶，先在350～1300℃温度范围热处理10分钟～60小时，然后，再将硅单晶切割加工成圆柱形或长方形籽晶；或者首先将间隙氧浓度在(3～30)×1017cm-3直拉硅单晶切割加工成圆柱形或长方形籽晶，然后，再在350～1300℃温度范围热处理10分钟～60小时。
通常，上述圆柱形或长方形籽晶的直径或边长分别为3～10毫米，长度3-20CM。
本发明制备方法简单易行，通过选择适当氧浓度的直拉硅单晶，进行热处理，使得直拉硅单晶体内生成一定量的氧沉淀，这些氧沉淀可以增加硅单晶的机械强度。由此也就获得了高机械强度的籽晶，用于直拉硅单晶的生长，可有效提高直拉硅单晶生长的生产效率。
图1是实施例1的机械强度示意图；图2是实施例2的机械强度示意图。
具体实施例方式实施例1采用无位错3英寸、<111>晶向、电阻率10～12Ω·cm的直拉硅单晶(CZSi)，样品的间隙氧浓度为13×1017cm-3，分别将样品在1050℃温度下热处理28小时和在1050℃温度下热处理60小时，产生氧沉淀，然后，将硅单晶切割加工成边长为5毫米、长度为5厘米的长方形籽晶，上述制得的两种籽晶的机械强度从450MPa分别提高到530Pma和580Pma，如图1所示，比通常的籽晶具有更高的机械强度，用于直拉硅单晶的生长，可以承受更重的硅单晶。
实施例2采用无位错3英寸、<111>晶向、电阻率10～12Ω·cm的直拉硅单晶(CZSi)，样品的间隙氧浓度为13×1017cm-3，分别将样品在450℃温度下热处理50小时和1250℃温度下热处理10小时，然后，将硅单晶切割加工成边长为5毫米、长度为5厘米的长方形籽晶，其机械强度如图2所示，由图可见，经过热处理的硅单晶比原生硅单晶的机械强度增加。
权利要求1.生产高强度直拉硅单晶用的籽晶的制备方法，其特征是步骤如下选择间隙氧浓度在(3～30)×1017cm-3直拉硅单晶，先在350～1300℃温度范围热处理10分钟～60小时，然后，再将硅单晶切割加工成圆柱形或长方形籽晶；或者首先将间隙氧浓度在(3～30)×1017cm-3直拉硅单晶切割加工成圆柱形或长方形籽晶，然后，再在350～1300℃温度范围热处理10分钟～60小时。
2.根据权利要求1所述的生产高强度直拉硅单晶用的籽晶的制备方法，其特征是圆柱形或长方形籽晶的直径或边长分别为3～10毫米，长度3-20CM。
全文摘要本发明的生产高强度直拉硅单晶用的籽晶的制备方法，步骤如下选择间隙氧浓度在(3～30)×10
文档编号C30B15/36GK1598080SQ20041005386
公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月17日 优先权日2004年8月17日
发明者杨德仁, 余学功, 李东升, 马向阳, 阕端麟 申请人:浙江大学