【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多晶硅棒及多晶硅棒的制造方法。
技术介绍
1、以往，作为单晶硅的原料的多晶硅棒的制造，主流是采用西门子法进行制造，其具体是通过在电极上配置硅棒(硅芯线)，利用流过电流时产生的焦耳热，使原料的氯硅烷气体在空气中析出的所谓cvd法来进行。
2、cvd法中使用的硅芯线以除去形状加工时产生的加工变质层(细小的伤痕或表面的破裂)为目的，利用湿蚀刻(一般为硝酸/氟化氢)超纯水进行清洗等，在除去加工变质层的同时，表面的杂质和自然氧化膜也被除去。
3、在通过湿蚀刻清洗等净化硅芯线的表面后，在将硅芯线配置在反应器中之前，由保存袋·保存盒等进行保存。此时，硅芯线的表面与保存袋和外壳的接触部分、会因空气中的颗粒而导致污染，同时形成自然氧化膜。因此，需要进行管理使得尽量缩短与其他物质的接触。但是，在安装到cvd装置之前，不可避免地会发生接触或大气等的再污染或自然氧化膜的产生。
4、目前主流的单晶制造工序可以举出fz(浮带熔融)法、cz(切克劳斯基)法。其中，fz法是将多晶硅棒的前端加工成圆锥状，从前端通过感应线圈加热使其融化，从而在晶种侧无位错生长的方法，其可以得到高纯度、高电阻的单晶硅。
5、图1是展示fz法的概略图。多晶硅棒1a被线圈4感应加热，在多晶硅棒1a的表面发生融化，在熔融的过程中形成熔融部3。未熔融部1b常常达到单晶硅2，引发问题，同时多晶硅棒1a的中心附近1b的电阻率会影响单晶硅的面内电阻率分布(特开平2-283692号)。
6、随着单晶直径的增大，根据线圈4的特
7、因此，存在于硅芯线表面附近的杂质随着单晶直径的增大，偏在于单晶硅的中心部分，有提高fz单晶硅的面内电阻率分布(径向电阻率梯度)的倾向。
8、如上所述，由于多晶硅棒的未融化部前端伸出，融化部中心附近的熔液容易停留在单晶硅中心附近。由于多晶硅棒的硅芯线通常位于中心，因此硅芯线附近的电阻率对单晶硅的面内电阻率分布影响较大。为了避免这种情况，如特开平7-315980号所示，对fz装置进行了使原料和单晶旋转轴错开，使熔融液的搅拌不对称等改进。
9、但是，随着fz法的大口径化，单晶的直径变大，另一方面，其上承载的熔液的厚度(图1的符号3所示的部分的厚度)存在极限，无法得到充分的搅拌效果。
10、【用于解决课题手段】
11、如上述，已知为了制造高品质的单晶硅，用常用的方法通过fz法生长大口径(120mm以上(含))的单晶时，熔融时会受到多晶硅电阻率低的地方的强烈影响。对于为什么会出现低电阻的地方，专利技术人进行了深入调查，发现原因在于多晶硅的中心部分即硅芯线表面附近。
12、本专利技术通过以改善了面内电阻率分布的多晶硅为原料，改善了用120mm以上(含)的大口径fz法制作的单晶硅的面内电阻率分布(径向电阻率梯度)，使得用fz法制造大口径的高电阻单晶硅成为可能。
13、本申请作为改善了作为原料的面内电阻率分布的多晶硅的制造方法，通过在cvd反应前，在不超过1000℃的范围内对设置在反应炉内的硅芯线进行表面处理，抑制杂质从cvd装置内的材料溶出，从而改善大口径fz法的面内电阻率分布，是一种高纯度多晶硅棒的制造方法。
14、wo2017/221952和特开昭46-002053号记载了使硅芯线达到超过1000℃的温度，用四氯化硅或氯化氢蚀刻种棒除去杂质，在超过1000℃的温度下，反应器内部结构物等金属面与四氯化硅及氯化氢、副产物氯化物反应，容易与蒸气压高的金属氯化物一起溶出掺杂剂等杂质，这些可能会成为多晶硅棒污染的原因。因此，优选通过使硅芯线不超过1000℃来抑制杂质从cvd装置内的材料溶出。
15、特别是在硅芯线通电后至反应初期，由于原料供给量少，金属成分掺杂剂等杂质的溶出量作为相对于原料的比率变高。因此，最终引起多晶硅棒中央附近硅芯线周围的电阻率降低，从而影响多晶硅棒的面内电阻率分布。
技术实现思路
1、本专利技术通过以下方式提供改善单晶硅棒的面内电阻的多晶硅棒的制造方法。
2、(概念1)
3、在直径为120mm以上(含)的多晶硅棒中，最低电阻率可以为3300ωcm以上(含)，且径向电阻率梯度为100％以下(含)。
4、(概念2)
5、在概念1所记载多晶硅棒中，
6、从硅芯线向外周在30mm以内(含)具有最低电阻率，
7、从硅芯线向外周超过30mm的部分可以有最高电阻率。
8、(概念3)
9、在概念1或2所述多晶硅棒中，
10、径向电阻率梯度可以为50％以下(含)。
11、(概念4)
12、在直径为140mm以上(含)的多晶硅棒中，最低电阻率也可以为3300ωcm以上(含)，且径向电阻率梯度为150％以下(含)。
13、(概念5)
14、在概念4所记载多晶硅棒中，
15、从硅芯线向外周在30mm以内(含)具有最低电阻率，
16、从硅芯线向外周超过30mm的部分可以有最高电阻率。
17、(概念6)
18、在概念4或5所述多晶硅棒中，
19、径向电阻率梯度可以为100％以下(含)。
20、(概念7)
21、用于制造概念1至6中任一项所述多晶硅棒的方法，包括：
22、在反应器内放置硅芯线的工序；以及
23、在所述硅芯线温度超过300℃且为1000℃以下(含)的情况下，利用卤化氢蚀刻所述硅芯线的工序。
24、(概念8)
25、在概念7记载方法中，
26、也可以在800℃以下(含)温度下进行利用所述卤化氢的蚀刻。
27、概念7或8所述方法，
28、还可以包括在反应器内放置硅芯线之前，通过湿蚀刻去除硅芯线表面的氧化覆膜及杂质的工序。
29、(概念10)
30、用于制造概念1至6中任一项所述多晶硅棒的方法，包括：
31、通过湿蚀刻除去硅芯线表面氧化覆膜及杂质的工序；
32、在反应器内设置所述硅芯线的工序；
33、在所述硅芯线温度超过300℃且为800℃以下(含)的情况下，利用卤化氢蚀刻所述硅芯线的工序；以及
34、通过cvd反应析出多晶硅工序。
35、专利技术效果
36、根据本专利技术，能够提供一种通过fz法单晶化时的面内电阻率分布得到改善的fz原料用高纯度多晶硅棒、以及该高纯度多晶硅棒的制造方法。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种多晶硅棒，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的多晶硅棒，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的多晶硅棒，其特征在于：
4.一种多晶硅棒，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的多晶硅棒，其特征在于：
6.根据权利要求4或5所述的多晶硅棒，其特征在于：
7.一种多晶硅棒的制造方法，用于制造权利要求1或2或4或5所述的多晶硅棒，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的多晶硅棒的制造方法，其特征在于：
9.根据权利要求7所述的多晶硅棒的制造方法，其特征在于：
10.一种多晶硅棒的制造方法，用于制造权利要求1或2或4或5所述的多晶硅棒，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种多晶硅棒，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的多晶硅棒，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的多晶硅棒，其特征在于：
4.一种多晶硅棒，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的多晶硅棒，其特征在于：
6.根据权利要求4或5所述的多晶硅棒，其特征在于：
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉田敦，星野成大，石田昌彦，青山武，山岸成俊，金子良夫，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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