一种拉制直径80mm高电阻率区熔单晶硅的工艺方法
【专利摘要】一种拉制直径80mm高电阻率区熔单晶硅的工艺方法，电阻率可达4000-5000Ω·cm，它包括以下工序：将籽晶和多晶硅对中，抽真空，通氩气，预热，熔接，缩细颈，放肩及放肩至等径，收尾工序，其中：所用的多晶料为高纯度REC多晶硅料，所用多晶料的直径大于拉制获得的单晶，多晶料与单晶直径比控制为3∶2。本发明的优点是本工艺方法简单，实用，可满足人们对高电阻率区熔单晶硅的需求。
【专利说明】—种拉制直径80mm高电阻率区熔单晶硅的工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种拉制直径80mm高电阻率区熔单晶硅的工艺方法，特别是一种拉制电阻率在4000-5000 Ω.cm的区熔单晶硅的工艺方法。
【背景技术】
[0002]硅单晶体作为一种半导体材料，一般用于制造集成电路和其他电子元件。区熔法生长单晶硅是一种重要的方法。区熔法是一种简单的物理过程，在一定的条件下，如纯氩气保护条件，经过高频区域熔化，然后从籽晶方向引出单晶硅，这种方法就是区熔方法，区熔方法包括以下步骤:将籽晶和多晶硅对中，抽真空，通氩气，预热，熔接，缩细颈，放肩，直至等径至顺利收尾。由于区熔硅单晶生长时，硅熔体不接触任何物体，所以可以生长出比直拉法纯度高的单晶。区熔法生长的硅单晶不仅所含的氧、碳非常低，而且可以生产出直拉法无法达到的高电阻率。
[0003]区熔单晶生产所使用的多晶原料电阻率一般较高，且区熔单晶生长环境洁净，不存在污染，因此区熔原生单晶电阻率较高，目前工业上生产的区熔硅单晶电阻率一般在两千左右。一般商业用的区熔硅单晶的电阻率约在10到200欧姆厘米之间，这种高电阻率的区熔硅单晶主要用在高功率的元件上。随着半导体以及微电子技术的飞速发展，对半导体材料也提出了更高的要求，高质量的高阻硅单晶是制作各种辐射探测器和光电探测器的重要材料，可以极大地提高器件性能稳定性和安全性。
[0004]在一般的工业生产中，我们对多晶硅棒的直径控制基本上与拉制的单晶硅直径相匹配，以利于工艺控制和单晶生长。例如需要拉制直径80_区熔硅单晶，选择的多晶硅棒的直径一般也是控制在8 0mm左右。
【发明内容】
[0005]本发明目的是提供一种拉制直径80mm高电阻率区熔单晶硅的工艺方法，本工艺方法简单，实用，可满足人们对高电阻率区熔单晶硅的需求。
[0006]为达到上述发明目的，并发明采用以下技术方案:
[0007]这种拉制直径80mm高电阻率区熔单晶硅的工艺方法，电阻率可达4000-5000 Ω.cm，它包括以下工序:将籽晶和多晶硅对中，抽真空，通氩气，预热，熔接，缩细颈，放肩及放肩至等径，收尾工序，其特征在于:所用的多晶料为高纯度REC多晶硅料，所用多晶料的直径大于拉制获得的单晶，多晶料与单晶直径比控制为3: 2。
[0008]其中，在放肩过程中腰的宽度控制在15_20mm。
[0009]其中,放肩至等径、直到收尾工序,下轴走速控制在3-3.2mm/min。
[0010]高纯度REC多晶硅料，市场有售。
[0011]通过实验，我们发现在拉制单晶直径不变的情况下增加多晶硅棒的直径会使单晶硅电阻率增大，这种不匹配直径拉制单晶硅，为我们拉制高阻单晶提供了一种方法。
[0012]本发明的优点是本工艺方法简单，实用，可满足人们对高电阻率区熔单晶硅的需求。
【具体实施方式】
[0013]实施例
[0014]我们在纯氩气环境下用了三种不同直径的多晶料，分别拉制直径80mm的单晶硅，测试电阻率如下表，具体测试数值见实施例:
【权利要求】
1.一种拉制直径80mm高电阻率区熔单晶硅的工艺方法，电阻率可达4000-5000 Ω.Cm,它包括以下工序:将籽晶和多晶硅对中，抽真空，通氩气，预热，熔接，缩细颈，放肩及放肩至等径，收尾工序，其特征在于:所用的多晶料为高纯度REC多晶硅料，所用多晶料的直径大于拉制获得的单晶，多晶料与单晶直径比控制为3: 2。
2.根据权利要求1所述的一种拉制高电阻率区熔单晶硅的工艺方法，其特征在于:在放肩过程中腰的宽度控制在15-20mm。
3.根据权利要求1所述的一种拉制高电阻率区熔单晶硅的工艺方法，其特征在于:放肩至等径、直到收尾工序`，下轴走速控制在3-3.2mm/min。
【文档编号】C30B13/00GK103866376SQ201210539425
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2012年12月13日
【发明者】李明飞, 刘志伟, 闫志瑞, 陈海滨, 付斌, 黄龙辉 申请人:有研半导体材料股份有限公司, 国泰半导体材料有限公司