单晶硅生长过程中粘壁硅的去除方法技术

本发明专利技术提供一种直拉法硅单晶生长工艺中石英坩埚内壁的多晶硅的去除方法，为去除多晶硅熔化过程中粘结在石英坩埚内壁的多晶硅，采用激光束垂直照射多晶硅粘结块与石英坩埚内壁的结合点，熔化结合点处的多晶硅，使多晶硅粘结块整体熔化或部分熔化，未熔化的多晶硅块落入熔融液；为去除单晶硅生长过程中石英坩埚内壁上凝固的多晶硅，采用多台激光束平行照射凝固多晶硅与石英坩埚内壁的结合线，熔化多晶硅凝固块或将凝固薄片切割掉，进入熔融液熔化，从而消除凝固块。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直拉法单晶硅工艺过程中坩埚壁上粘接硅的去除方法，特别涉及多晶硅原料熔化过程和单晶硅生长过程中，坩埚壁上粘接硅的去除方法。尤其是采用激光技术加热熔化硅技术。
技术介绍
在半导体单晶硅的制造工艺中，最常使用的是直拉法（Czochralski，缩写CZ），在直拉法中，多晶硅是填充在石英玻璃坩埚（也称石英坩埚）中，然后加热熔融形成硅熔液，在硅熔液中浸入籽晶后向上旋转提拉，硅在籽晶与熔溶液的界面处凝固结晶，形成单晶硅锭。在提拉法生长单晶硅工艺技术中，多晶硅作为原材料放入在石英坩埚中，并在石英坩埚四周石墨加热器的加热下熔化成熔融态硅熔液。由于熔化是从石英坩埚的底部开始的，所以在熔化过程的最后阶段，可能会出现没有熔化的多晶硅块粘接在石英坩埚内壁的情况。有些时候会还可能出现直径大到几厘米的未熔化多晶硅块，牢固地粘接在石英坩埚内壁的极端情况。这些粘接在石英坩埚内壁的多晶硅块，对于提拉生长单晶硅，是一个非常严重的问题。因为这样巨大的未熔化多晶硅块会导致两个方面潜在问题，第一、石英坩埚在高温下发生弯曲，严重的会导致坩埚破损。第二、多晶硅块也可能在单晶硅生长过程中发生剥落，掉落到熔体中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直拉法单晶硅制备工艺中石英坩埚内壁的多晶硅的去除方法，其特征在于：为去除多晶硅熔化过程中粘结在石英坩埚内壁的多晶硅，采用激光束垂直照射多晶硅粘结块与石英坩埚内壁的结合点，熔化结合点处的多晶硅，使多晶硅粘结块整体熔化或部分熔化，未熔化的多晶硅块落入熔融液；为去除单晶硅生长过程中石英坩埚内壁上凝固的多晶硅，采用多台激光束平行照射凝固多晶硅与石英坩埚内壁的结合线，熔化多晶硅凝固块或将凝固薄片切割掉，进入熔融液熔化。

【技术特征摘要】
1.一种直拉法单晶硅制备工艺中石英坩埚内壁的多晶硅的去除方法，其特征在于：为去除多晶硅熔化过程中粘结在石英坩埚内壁的多晶硅，采用激光束垂直照射多晶硅粘结块与石英坩埚内壁的结合点，熔化结合点处的多晶硅，使多晶硅粘结块整体熔化或部分熔化，未熔化的多晶硅块落入熔融液；为去除单晶硅生长过程中石英坩埚内壁上凝固的多晶硅，采用多台激光束平行照射凝固多晶硅与石英坩埚内壁的结合线，熔化多晶硅凝固块或将凝固薄片切割掉，进入熔融液熔化。2.根据权利要求1所述的一种直拉法单晶硅制备工艺中石英坩埚内壁的多晶硅的去除方法，其特征在于：为去除多晶硅熔化过程中粘结在石英坩埚内壁的多晶硅，在主腔体上方安装一个半导体激光器陈列，激光束通过窗口进入主腔体，激光束焦点在石英坩埚的内壁上，激光束焦点可以在石英坩埚的内壁上调节，调节范围为从坩埚壁上端到上端以下50cm。3.根据权利要求1或2所述的一种直拉法单晶硅制备工艺中石英坩埚内壁的多晶硅的去除方法，其特征在于：为去除多晶硅熔化过程中粘结在石英坩埚内壁的多晶硅，首先转动石英坩埚使其停在半导体激光束可见的位置上，然后停止坩埚的旋转，通过上下升降调整石英坩埚的位置，将粘结多晶硅块调整到热场的最高温度区域；加大激光器输出功率，使多晶硅粘结块的温度接近熔融的温度。4.根据权利要求1或2所述的一种直拉法单晶硅制备工艺中石英坩埚内壁的多晶硅的去除方法，其特征在于：为去除多晶硅熔化过程中粘结在石英坩埚内壁的多晶硅，半导体激光阵列的输出波长为800nm-900nm；选择的激光波长随着粘结块尺寸的增大而减小；对于粘结多晶硅块直径<10mm，优选850nm波长；对于粘结多晶硅块直径≥10mm，优选808nm波长。5.根据权利要求1或2所述的一种直拉法单晶硅制备工艺中石英坩埚内壁的多晶硅的去除方法，其特征在于：为去除多晶硅熔化过程中粘结在石英坩埚内壁的多晶硅，半导体激光阵列的输出功率范围为10-50W，最佳的输出功率范围为15-50W，选择的激光功率随着粘结块与石英坩埚内壁结合界面长度的增大而增加；对于结合界面长度<10mm，优选15W；对于结合界面长度≥10mm，优选50W。6.根据权利要求1或2所述的一种直拉法单晶硅制备工艺中石英坩埚内壁的多晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊宝，刘浦锋，宋洪伟，陈猛，
申请(专利权)人：上海超硅半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31