System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种重掺硅单晶电阻率精准控制的方法技术_技高网

一种重掺硅单晶电阻率精准控制的方法技术

技术编号:40432791 阅读:5 留言:0更新日期:2024-02-22 22:58
本发明专利技术公开了一种重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,属于直拉硅单晶技术领域。该方法包括以下步骤:(1)在多晶硅熔化、稳定作业后,进行掺杂作业,首次掺杂量根据经验给定,然后进行找温、引晶、放肩、转肩、等径阶段,硅单晶一次成晶,等径长度达到30mm时,将硅单晶提断取出,待单晶冷却后,测试电阻率;(2)若测得的电阻率在高于预定范围,增加掺杂量,重复步骤(1);若测得的电阻率在低于预定范围,减少掺杂量,重复步骤(1);直至测得的电阻率在预定范围内,记录此时的掺杂时间和掺杂量;(3)按照上述掺杂时间和掺杂量拉制出完好的硅单晶,观察其电阻率分布与目标电阻率的关系,进一步优化单晶炉炉压、氩气流量、成晶时间等参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,属于直拉硅单晶。


技术介绍

1、近年来,半导体市场需求持续高涨,半导体硅片和外延片又是制造各种半导体器件(包括晶体管、二极管、集成电路等)的基础,特别是在5g、人工智能、物联网等新兴技术的推动下,半导体硅片和外延片的市场规模将会继续扩大,如何在激烈的市场竞争中脱颖而出、独树一帜显得愈发重要,这需要我们的产品做到精益求精,严格按照客户需求生产产品,这需要精准控制单晶电阻率的范围。由于重掺掺杂元素具有挥发性,以此作为掺杂剂掺入硅熔体的过程及拉晶过程中均存在着大量挥发,如何保证硅单晶在诸多干扰因素中仍能准确打靶异常关键,这能提高硅单晶的整体收率,可有效降低甚至杜绝副产品的产出。在本领域中,打靶指的是单晶头部电阻率的控制,打靶异常即为单晶头部电阻率未在所预定范围内,打靶正常即为单晶头部电阻率在所预定范围内。

2、重掺硅单晶的生长关键步骤在于引晶、放肩、转肩、等径、收尾等过程,其中最有效利用的阶段就是等径。如何平衡拉晶过程中等径阶段的各项参数非常重要,控制合理的流量、压力、成晶时间对电阻率的控制也异常关键,协调好流量、压力、成晶时间三者关系,可成功拉制一根完好且符合电阻率规范要求的单晶。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,可大大提高单晶的电阻率合格率。

2、为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:

3、一种重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,包括以下步骤:

4、(1)在单晶炉内多晶硅熔化作业和稳定作业结束后,进行掺杂作业,首次掺杂量根据经验给定,然后进行找温、引晶、放肩、转肩、等径阶段,硅单晶一次成晶,等径长度达到30mm时,将硅单晶提断取出,待单晶冷却后,测试电阻率;

5、(2)若测得的电阻率在高于预定范围,增加掺杂量,重复步骤(1);若测得的电阻率在低于预定范围,减少掺杂量,重复步骤(1);直至测得的电阻率在预定范围内,记录此时的掺杂时间和掺杂量;

6、(3)按照上述掺杂时间和掺杂量拉制硅单晶,获得完好的硅单晶,观察实际电阻率分布与目标电阻率的关系,若发现单晶实际电阻率分布与目标电阻率存在偏差,需要进一步优化参数单晶炉炉压、氩气流量、成晶时间;具体为:电阻率越低,掺杂剂浓度越高,此时应减小等径压力,增大氩气流量,拉长成晶时间,进而增强掺杂剂的挥发速率,达到电阻率增高的目的;相反,电阻率越大,掺杂剂浓度越低,此时应增大等径压力,减小压力流量,缩短成晶时间,进而减弱掺杂剂的挥发速率,达到电阻率降低的目的。

7、在本专利技术的方法中,所述硅单晶为n型,晶向<100>,掺杂剂为as或红磷。

8、在本专利技术的方法中,在步骤(2)中,目标电阻率区间为3-4mω·cm时,所述预定范围为3.70-3.90mω·cm;目标电阻率区间为1.20-1.35mω·cm时,所述预定范围为1.32-1.35mω·cm。

9、在本专利技术的方法中,采用四探针测试仪进行电阻率测试。优选的是,将需要测试的等径部分柱面加工成平面,平面大小以5mm×5mm为宜,平面数量为3个以上,每个平面测试多组数据,取平均值。

10、本专利技术的有益效果在于:

11、通过实施本专利技术的方法,可精准控制单晶中的头部电阻率及整根单晶的电阻率分布,使整根单晶的合格率约提高20-50%之间。

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【技术保护点】

1.一种重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,其特征在于,所述硅单晶为N型,晶向<100>,掺杂剂为As或红磷。

3.根据权利要求1或2所述的重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,其特征在于,步骤(2)中,目标电阻率区间为3-4mΩ·cm时,所述预定范围为3.70-3.90mΩ·cm;目标电阻率区间为1.20-1.35mΩ·cm时,所述预定范围为1.32-1.35mΩ·cm。

4.根据权利要求1或2所述的重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,其特征在于,采用四探针测试仪测试电阻率。

5.根据权利要求4所述的重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,其特征在于,将需要测试的等径部分柱面加工成平面,平面大小为5mm×5mm,平面数量为3个以上,每个平面测试多组数据,取平均值。

【技术特征摘要】

1.一种重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,其特征在于,所述硅单晶为n型,晶向<100>,掺杂剂为as或红磷。

3.根据权利要求1或2所述的重掺硅单晶电阻率精准控制的方法,其特征在于,步骤(2)中,目标电阻率区间为3-4mω·cm时,所述预定范围为3.70-3.90mω·cm;目...

【专利技术属性】
技术研发人员:王凯磊李英涛王万华皮小争方峰崔彬
申请(专利权)人:山东有研半导体材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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