消除区熔用硅棒内部应力的方法技术

本发明专利技术公开了消除区熔用硅棒内部应力的方法。该方法包括：在第一时间阶段内，将反应器中的三氯氢硅流量调节至第一流量，将反应器中的氢气流量调节至第二流量，维持区熔用硅棒的温度为第一温度；在第二时间阶段内，维持反应器中的三氯氢硅流量为第一流量，维持反应器中的氢气流量为第二流量，维持区熔用硅棒的温度为第一温度；在第三时间阶段内，将区熔用硅棒的温度调节至第二温度；在第四时间阶段内，维持区熔用硅棒的温度为第二温度；在第五时间阶段内，将区熔用硅棒的温度调节至第三温度。该方法通过同时控制反应器内的三氯氢硅流量、氢气流量以及硅棒温度，可以有效消除区熔用硅棒内部的残余应力，保证硅棒具有良好的机械性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
消除区熔用硅棒内部应力的方法


[0001]本专利技术涉及电子级多晶硅生产
，具体而言，本专利技术涉及消除区熔用硅棒内部应力的方法。

技术介绍

[0002]区熔用电子级多晶硅采用改良西门子方法生产过程中，因为其特殊的生产控制方法，导致硅棒在沉积过程中以及停炉过程中，内部极易形成塑性应力残余。这种应力若无法在硅棒停炉时消除到一定程度，极易引起硅棒内部机械损伤，甚至在停炉过程中倒棒，极大地降低了硅棒的使用效率以及机加工性能，同时在下游厂家使用过程中会因硅棒断裂而破坏区熔拉晶设备。然而，现有的消除区熔用硅棒内部应力的方法仍有待改进。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出消除区熔用硅棒内部应力的方法。该方法可以有效消除区熔用硅棒内部的残余应力，保证硅棒具有良好的机械性能，满足下游厂家对硅棒机械性能的要求。
[0004]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种消除区熔用硅棒内部应力的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：
[0005]利用三氯氢硅和氢气在反应器内沉积得到区熔用硅棒；
[0006]在第一时间阶段内，将所述反应器中的三氯氢硅流量调节至第一流量，将所述反应器中的氢气流量调节至第二流量，维持所述区熔用硅棒的温度为第一温度；
[0007]在第二时间阶段内，维持所述反应器中的三氯氢硅流量为第一流量，维持所述反应器中的氢气流量为第二流量，维持所述区熔用硅棒的温度为第一温度；
[0008]在第三时间阶段内，维持所述反应器中的三氯氢硅流量为第一流量，维持所述反应器中的氢气流量为第二流量，将所述区熔用硅棒的温度调节至第二温度；
[0009]在第四时间阶段内，维持所述反应器中的三氯氢硅流量为第一流量，维持所述反应器中的氢气流量为第二流量，维持所述区熔用硅棒的温度为第二温度；
[0010]在第五时间阶段内，维持所述反应器中的三氯氢硅流量为第一流量，维持所述反应器中的氢气流量为第二流量，将所述区熔用硅棒的温度调节至第三温度。
[0011]根据本专利技术上述实施例的消除区熔用硅棒内部应力的方法，在区熔硅完成沉积后且反应器停炉前，在第一时间阶段内分别将三氯氢硅流量和氢气流量分别调节至第一流量和第二流量，并维持不变。进而，在第三时间阶段内，通过以一定的梯度提高硅棒中的电流，将硅棒温度调节至第二温度，并在第四时间阶段内维持硅棒温度为第二温度。最后，在第五时间阶段内，调节硅棒温度至第三温度。由此，该方法通过同时控制反应器内的三氯氢硅流量、氢气流量以及硅棒温度，可以有效消除区熔用硅棒内部的残余应力，保证硅棒具有良好的机械性能，满足下游厂家对硅棒机械性能的要求。
[0012]另外，根据本专利技术上述实施例的消除区熔用硅棒内部应力的方法还可以具有如下
附加的技术特征：
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述第一时间阶段持续的时间为60min
‑
180min。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，所述第二时间阶段持续的时间为30min
‑
120min。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，所述第三时间阶段持续的时间为10min
‑
60min。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，所述第四时间阶段持续的时间为30min
‑
120min。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，所述第五时间阶段持续的时间为900min
‑
1200min。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，所述第一流量为0，所述第二流量为运行期间氢气流量的10％
‑
20％。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，所述第一温度为900℃
‑
1050℃。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，所述第二温度为950℃
‑
1100℃。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，所述第三温度为500℃
‑
850℃。
[0022]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0023]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0024]图1是根据本专利技术一个实施例的消除区熔用硅棒内部应力的方法中三氯氢硅和氢气的流量变化图；
[0025]图2是根据本专利技术一个实施例的消除区熔用硅棒内部应力的方法中硅棒的温度变化图。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为
[0027]此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0028]本专利技术提出了一种消除区熔用硅棒内部应力的方法。根据本专利技术的实施例，参考图1和图2，该方法包括：
[0029]利用三氯氢硅和氢气在反应器内沉积得到区熔用硅棒；
[0030]在第一时间阶段(0～t1)内，将反应器中的三氯氢硅(TCS)流量调节至第一流量，将反应器中的氢气(H2)流量调节至第二流量，维持区熔用硅棒的温度为第一温度。在该阶段内，通过将三氯氢硅流量和氢气流量分别调节至第一流量和第二流量，可以终止沉积反应同时降低硅棒表面热量损失速率以减小硅棒内部径向温度梯度，从避免因温度梯度过大引起的过度热形变。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，第一时间阶段(0～t1)持续的时间为60min
‑
180min。
[0032]在第二时间阶段(t1～t2)内，维持反应器中的三氯氢硅流量为第一流量，维持反应器中的氢气流量为第二流量，维持区熔用硅棒的温度为第一温度。由此，在反应器内三氯氢硅流量和氢气流量调节至第一流量和第二流量后，维持硅棒温度一定时间，以使硅棒不同高度、不同径向的温度达到新平衡。
[0033]根据本专利技术的一些实施例，第二时间阶段(t1～t2)持续的时间为30min
‑
120min。如果调节三氯氢硅和氢气流量后维持时间过短，则硅棒内部无法达到新的热平衡进而导致第三阶段可能存在的硅棒内部隐裂。
[0034]在第三时间阶段(t2～t3)内，维持反应器中的三氯氢硅流量为第一流量，维持反应器中的氢气流量为第二流量，将区熔用硅棒的温度调节至第二温度。由此，可以消除硅棒因不同位置温差产生的局本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除区熔用硅棒内部应力的方法，其特征在于，包括：利用三氯氢硅和氢气在反应器内沉积得到区熔用硅棒；在第一时间阶段内，将所述反应器中的三氯氢硅流量调节至第一流量，将所述反应器中的氢气流量调节至第二流量，维持所述区熔用硅棒的温度为第一温度；在第二时间阶段内，维持所述反应器中的三氯氢硅流量为第一流量，维持所述反应器中的氢气流量为第二流量，维持所述区熔用硅棒的温度为第一温度；在第三时间阶段内，维持所述反应器中的三氯氢硅流量为第一流量，维持所述反应器中的氢气流量为第二流量，将所述区熔用硅棒的温度调节至第二温度；在第四时间阶段内，维持所述反应器中的三氯氢硅流量为第一流量，维持所述反应器中的氢气流量为第二流量，维持所述区熔用硅棒的温度为第二温度；在第五时间阶段内，维持所述反应器中的三氯氢硅流量为第一流量，维持所述反应器中的氢气流量为第二流量，将所述区熔用硅棒的温度调节至第三温度。2.根据权利要求1所述的消除区熔用硅棒内部应力的方法，其特征在于，所述第一时间阶段持续的时间为60min
‑
180min。3.根据权利要求1所述的消除区熔用硅棒内部应力的方法，其特征在于，所述第二时间阶段持续的时间为30min
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高召帅，
申请(专利权)人：江苏鑫华半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：