坩埚组件、拉晶炉及拉制单晶硅棒的方法.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CN113862778A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111165772.7(22)申请日2021.09.30(71)申请人西安奕斯伟材料科技有限公司地址710065陕西省西安市市辖区高新区西沣南路1888号1-3-029室(72)发明人衡鹏张婉婉李阳(74)专利代理机构西安维英格知识产权代理事务所(普通合伙)61253代理人李斌栋姚勇政(51)Int.Cl.C30B15/10(2006.01)C30B15/04(2006.01)C30B15/00(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图9页(54)发明名称坩埚组件、拉晶炉及拉制单晶硅棒的方法(57)摘要本发明实施例公开了一种坩埚组件，所述坩埚组件包括：用于承载熔体的石英承载部分；位于所述石英承载部分外侧的石英基底部分；以及位于所述石英基底部分与所述石英承载部分之间的硅材料层，其中，所述石英承载部分设置成能够在单晶硅棒的拉制进程中完全熔解在熔体中，并且所述硅材料层的厚度设置成能够在单晶硅棒的拉制进程中至少部分地熔解至熔体中。本发明实施例提供的坩埚组件的硅材料层可以熔解至熔体中，这对熔体中的氮浓度进行了稀释，由此使得拉制出的单晶硅棒中的氮浓度在轴向方向上是趋于均匀的。CN113862778ACN113862778A权利要求书1/1页1.一种坩埚组件，其特征在于，所述坩埚组件包括：用于承载熔体的石英承载部分；位于所述石英承载部分外侧的石英基底部分；以及位于所述石英基底部分与所述石英承载部分之间的硅材料层，其中，所述石英承载部分设置成能够在单晶硅棒的拉制进程中完全熔解在熔体中，并且所述硅材料层的厚度设置成能够在单晶硅棒的拉制进程中至少部分地熔解至熔体中。2.根据权利要求1所述的坩埚组件，其特征在于，所述石英承载部分的厚度沿从所述坩埚组件的口部至所述坩埚组件的底部的方向逐渐减小。3.根据权利要求2所述的坩埚组件，其特征在于，所述硅材料层的厚度沿从所述坩埚组件的口部至所述坩埚组件的底部的方向逐渐增大。4.根据权利要求3所述的坩埚组件，其特征在于，所述石英承载部分与所述石英基底部分形成封闭的腔体，所述硅材料层填充在所述腔体中。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的坩埚组件，其特征在于，在单晶硅棒的拉制进程中的第一时间段，所述硅材料层为固态。6.根据权利要求5所述的坩埚组件，其特征在于，在单晶硅棒的拉制进程的第二时间段中，所述硅材料层为液态，其中，所述第二时间段晚于所述第一时间段。7.一种拉晶炉，其特征在于，所述拉晶炉包括根据权利要求1所述的坩埚组件。8.一种拉制单晶硅棒的方法，其特征在于，所述方法包括：将高纯度的多晶硅原料放入权利要求1至6任一项所述的坩埚组件中，其中，所述多晶硅原料与石英承载部分相接触；通过石墨加热器对所述坩埚组件加热以将所述多晶硅原料熔化成熔体；所述坩埚组件的石英承载部分随拉制单晶硅棒的进程熔解至所述熔体中；当所述石英承载部分熔解完毕后，硅材料层至少部分地熔解至所述熔体中。2CN113862778A说明书1/4页坩埚组件、拉晶炉及拉制单晶硅棒的方法技术领域[0001]本发明涉及半导体硅片生产领域，尤其涉及坩埚组件、拉晶炉及拉制单晶硅棒的方法。背景技术[0002]在现有技术中，提供这样的一种硅片是非常有利的：该硅片具有从正面开始向体内延伸的无晶体缺陷区域(DenudedZone，DZ)以及与DZ邻接并且进一步向体内延伸的含有体微缺陷(BulkMicroDefect，BMD)的区域，这里的正面指的是硅片的需要形成电子元器件的表面。上述的DZ是重要的，因为为了在硅片上形成电子元器件，要求在电子元器件的形成区域内不存在晶体缺陷，否则会导致电路断路等故障的产生，使电子元器件形成在DZ中便可以避免晶体缺陷的影响；而上述的BMD的作用在于，能够对金属杂质产生内在吸杂(IntrinsicGetter，IG)作用，使硅片中的金属杂质保持远离DZ，从而避免金属杂质导致的漏电电流增加、栅极氧化膜的膜质下降等不利影响。[0003]而在生产上述的具有BMD区域的硅片的过程中，在硅片中掺杂有氮是非常有利的。举例而言，在硅片中掺杂有氮的情况下，能够促进以氮作为核心的BMD的形成，从而使BMD达到一定的密度，使BMD作为金属吸杂源有效地发挥作用，而且还能够对BMD的密度分布产生有利影响，比如使BMD的密度在硅片的径向上的分布更为均匀，比如使BMD的密度在临近DZ的区域更高而朝向硅片的体内逐渐降低等。[0004]值得注意的是，目前掺氮的单晶硅棒中的氮浓度在整个单晶硅棒的轴向方向上并不是均匀的，而是头部含量低尾部含量高的，之所以导致这种情况是因为：氮的分凝系数是远