一种高品质半导体硅材料耗材生长方法技术

本发明专利技术公开了一种高品质半导体硅材料耗材生长方法，包括化料、晶体生长、等径生长、冷却的步骤。其中采用在坩埚下方来制造过冷度，避免了坩埚上方热场件上的沉积物散落进坩埚内的可能，避免造成污染，提高晶体品质；整个晶体生长过程中，通过下降坩埚以及控制多段加热器的降温比例，共同营造出一个合理的固液生长界面，有利于结晶时排杂的同时，提高了晶体品质、通过对坩埚下降速度、多段加热器的降温比例及降温速度的调节，保持固液生长界面形状及相对加热器位置不变，保证固液生长界面处的热场环境的稳定，有利于晶体生长，便于工艺控制；整个晶体生长降温过程，采用功率控制方式，较传统温度控制方式更直接、更准确。

A growth method of high quality semiconductor silicon consumables

【技术实现步骤摘要】
一种高品质半导体硅材料耗材生长方法
本专利技术属于硅晶体材料生长

技术介绍
硅材料由于具有单方向导电性、热敏特性、光电特性以及掺杂特性等优良性能，可以生长为大尺寸高纯度晶体，故而成为全球应用广泛的重要集成电路基础材料。半导体硅材料按照应用场景划分，可以分为芯片用单晶硅材料和蚀刻用硅材料。其中芯片用单晶硅材料是制造半导体器件的基础原材料，芯片用单晶硅材料经过一系列晶圆制造工艺形成极微小的电路结构，再经切割、封装、测试等环节成为芯片，并广泛应用于集成电路下游市场。蚀刻用硅材料则是加工制成半导体级硅部件，用于蚀刻设备上的硅电极，由于硅电极在硅片氧化膜刻蚀等加工工艺过程会逐渐腐蚀并变薄，当硅电极厚度减少到一定程度后，需要更换新的硅电极，因此硅电极是晶圆制造蚀刻环节所需的核心耗材。硅材料耗材中的杂质不仅会降低材料的使用寿命，更严重的是会污染正在加工的晶片，因此硅材料耗材要求极低的金属杂质及碳氧杂质含量，其纯度要求远远高于目前批量生产的太阳能硅晶体，这对制备工艺提出全新的挑战。现有技术方案都是采用均匀加热将坩埚中的原料熔化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高品质半导体硅材料耗材生长方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)、化料：将300-350kg高纯多晶硅原料置于坩埚内，在真空条件下控制上、中、下三段加热器的功率配比在(1.6～2.2)：(1.7～2.4)：(1～1.1)进行化料；在原料完全熔化后维持功率1～2h后，将上、中、下三段加热器的功率配比调节为生长比例(2.9～3.2)：(1.9～2.4)：(0.8～1)，坩埚旋转速度0.3-0.5rpm；/n(2)晶体生长：将坩埚以0.1～0.12mm/h的速度下降，在坩埚下方形成冷源造成过冷，坩埚底部中心区域熔液开始结晶；同时上、中、下三段加热器按照生长功率比例(2.9～3.2)：(1...

【技术特征摘要】
1.一种高品质半导体硅材料耗材生长方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、化料：将300-350kg高纯多晶硅原料置于坩埚内，在真空条件下控制上、中、下三段加热器的功率配比在(1.6～2.2)：(1.7～2.4)：(1～1.1)进行化料；在原料完全熔化后维持功率1～2h后，将上、中、下三段加热器的功率配比调节为生长比例(2.9～3.2)：(1.9～2.4)：(0.8～1)，坩埚旋转速度0.3-0.5rpm；
(2)晶体生长：将坩埚以0.1～0.12mm/h的速度下降，在坩埚下方形成冷源造成过冷，坩埚底部中心区域熔液开始结晶；同时上、中、下三段加热器按照生长功率比例(2.9～3.2)：(1.9～2.4)：(0.8～1)开始降功率；坩埚旋转速度降低至0.1-0.2rpm；
(3)等径生长：待晶体生长至坩埚侧壁，进入等径生长阶段，坩埚旋转速度0.1-0.2rpm；上、中、下三段加热器按照生长功率比例(2.9～3.2)：(1.9～2.4)：(0.8～1)继续降功率；坩埚继续下降，且坩埚的下降速度为0.12～0.14mm/h，维持固液界面相对加热器位置不变；
(4)冷却：液态硅完全结晶，晶体生长结束，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，秦英谡，张熠，穆童，郑锴，
申请(专利权)人：南京晶升能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32