一种区熔硅单晶的收尾方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112941615A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号201911262992.4(22)申请日2019.12.10(71)申请人有研半导体材料有限公司地址101300北京市顺义区林河工业开发区双河路南侧(72)发明人尚锐刚王永涛白杜鹃刘建涛崔彬闫志瑞高源李明飞聂飞(74)专利代理机构北京北新智诚知识产权代理有限公司11100代理人刘秀青(51)Int.Cl.C30B13/28(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种区熔硅单晶的收尾方法(57)摘要本发明公开了一种区熔硅单晶的收尾方法，包括以下步骤：(1)当多晶尾料剩余10kg时，继续保持等径生长，直至多晶尾料剩余2kg时，均匀降低多晶尾料速度直至多晶尾料速度归零后快速提断，晶体拉速和加热功率保持不变，此过程单晶直径将缓慢减小；(2)当多晶尾料提断后，保持多晶尾料向提拉的方向移动，开启自动程序控制加热功率曲线和晶体拉速曲线，功率曲线先均匀快速地下降至初始功率值的75％-85％，再缓慢均匀增加，最高不超过初始功率值；晶体拉速匀速降低至0，直至单晶熔体完全结晶后停炉冷却即可。本发明的方法可将单晶尾部损失降低至8kg以下。通过此方法收尾成功率大幅提升，可达90％以上，综合收率提高10％以上。CN112941615ACN112941615A权利要求书1/1页1.一种区熔硅单晶的收尾方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)当多晶尾料剩余10kg时，继续保持等径生长，直至多晶尾料剩余2kg时，均匀降低多晶尾料速度直至多晶尾料速度归零后快速提断，晶体拉速和加热功率保持不变，此过程单晶直径将缓慢减小；(2)当多晶尾料提断后，保持多晶尾料向提拉的方向移动，开启自动程序控制加热功率曲线和晶体拉速曲线，功率曲线先均匀快速地下降至初始功率值的75％-85％，再缓慢均匀增加，最高不超过初始功率值；晶体拉速匀速降低至0，直至单晶熔体完全结晶后停炉冷却即可。2.根据权利要求1所述的区熔硅单晶的收尾方法，其特征在于，所述步骤(1)中，多晶尾料以1-10mm/min的速度降低至归零。3.根据权利要求1所述的区熔硅单晶的收尾方法，其特征在于，所述步骤(2)中，加热功率先以0.5-1.5kw/min的速度匀速下降，再以0.5-1.5kw/min的速度匀速增加；晶体拉速以0.05-0.1mm/min的速度匀速降低。2CN112941615A说明书1/3页一种区熔硅单晶的收尾方法技术领域[0001]本发明涉及一种区熔硅单晶的收尾方法，属于半导体工艺技术领域。背景技术[0002]区熔硅单晶生产过程中一般分为化料、引晶、缩颈、放肩、转肩、收尾几个过程，其中收尾是为了减少位错产生，收尾时断棱产生位错会扩展到晶体等径部分，影响单晶收率，特别是大直径区熔硅单晶，收尾容易断棱，而且原料消耗占比达到10％以上。[0003]单晶稳定生长需要稳定的V/G比，其中V是单晶拉速，单位mm/min，G是温度梯度，单位K/mm，保证V/G在一个合理稳定的范围内是保证单晶稳定生长的基础。[0004]区熔硅单晶常规收尾方法是当多晶尾料剩余10kg左右时，开始缓慢降低加热功率、给料速度及晶体拉速，保持稳定的V/G比，使单晶直径缓慢变小，这个过程必须保持单晶状态，否则将会产生位错，导致收尾失败，不但造成尾料损失，位错还会扩展到单晶部分的大约同等直径长度，严重时损失可达25kg以上，影响收率20％左右。由于大直径区熔硅单晶工艺原因，温度梯度较大，大直径单晶收尾失败比例较高，可达60％以上，严重影响单晶收率。[0005]因此，大直径区熔硅单晶收尾很有必要另寻捷径，提高收尾成功率及单晶收率。发明内容[0006]本发明的目的在于提供一种区熔硅单晶的收尾方法，以获得无位错单晶，减少原料损耗，提高单晶收率。[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：[0008]一种区熔硅单晶的收尾方法，包括以下步骤：[0009](1)当多晶尾料剩余10kg时，继续保持等径生长，直至多晶尾料剩余2kg时，均匀降低多晶尾料速度直至多晶尾料速度归零后快速提断，晶体拉速和加热功率保持不变，此过程单晶直径将缓慢减小；[0010](2)当多晶尾料提断后，保持多晶尾料向提拉的方向移动，开启自动程序控制加热功率曲线和晶体拉速曲线，功率曲线先均匀快速地下降至初始功率值的75％-85％，再缓慢均匀增加，最高不超过初始功率值；晶体拉速匀速降低至0，直至单晶熔体完全结晶后停炉冷却即可。[0011]优选地，所述步骤(1)中，多晶尾料以1-10mm/min的速度降低至归零。[0012]优选地，所述步骤(2)中，加热功率先以0.5-1.5kw/