籽晶、直拉法制备单晶硅的方法和单晶硅.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CN109487333A(43)申请公布日2019.03.19(21)申请号201811587812.5(22)申请日2018.12.25(71)申请人徐州鑫晶半导体科技有限公司地址221004江苏省徐州市徐州经济开发区杨山路66号(72)发明人郑加镇(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人赵天月(51)Int.Cl.C30B15/36(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称籽晶、直拉法制备单晶硅的方法和单晶硅(57)摘要本发明公开了一种籽晶、直拉法制备单晶硅的方法和单晶硅，其中，所述籽晶上设有孔洞，所述孔洞可储存掺杂物。由此，该籽晶可以确保掺杂物完全加入熔硅中，不仅有效避免掺杂物粘附石英管管壁和掺杂物被炉体氩气带走而导致的产品良率过低的问题，而且对于下抽气的长晶炉降低了电极脚发生电弧的几率，同时降低了氩气充抽次数，节省了生产时间。CN109487333ACN109487333A权利要求书1/1页1.一种籽晶，其特征在于，所述籽晶上设有孔洞，所述孔洞可储存掺杂物。2.根据权利要求1所述的籽晶，其特征在于，所述孔洞采用硅系材料填堵。3.根据权利要求1所述的籽晶，其特征在于，所述孔洞位于所述籽晶的下部。4.根据权利要求1或3所述的籽晶，其特征在于，包括多个所述孔洞，所述多个孔洞在所述籽晶上沿其长度方向间隔设置。5.根据权利要求4所述的籽晶，其特征在于，包括1～6个所述孔洞。6.根据权利要求1所述的籽晶，其特征在于，所述孔洞的直径为8～15毫米。7.根据权利要求1所述的籽晶，其特征在于，所述孔洞的深度为8～15毫米。8.根据权利要求4所述的籽晶，其特征在于，相邻两个所述孔洞的间距为10～20毫米。9.根据权利要求4所述的籽晶，其特征在于，相邻两个所述孔洞之间的所述籽晶区域为细颈。10.根据权利要求2所述的籽晶，其特征在于，所述孔洞上设有螺纹。11.根据权利要求10所述的籽晶，其特征在于，所述硅系材料为硅质螺栓，所述硅质螺栓与所述螺纹匹配。12.根据权利要求1所述的籽晶，其特征在于，所述掺杂物为固体和粉状物质。13.根据权利要求12所述的籽晶，其特征在于，所述掺杂物为硅系母合金、Ⅲ族元素掺杂剂、Ⅴ族元素掺杂剂、石英改良剂、硅化物和氮化物中的至少之一。14.根据权利要求13所述的籽晶，其特征在于，所述Ⅲ族元素掺杂剂为纯硼、纯铝、纯镓、纯铟、纯铊中的至少一种或硼、铝、镓、铟、铊与硅或氧的化合物的至少一种。15.根据权利要求13所述的籽晶，其特征在于，所述Ⅴ族元素掺杂剂为纯砷、纯磷、纯锑、纯铋中的至少一种或砷、磷、锑、铋与硅或氧的化合物的至少一种。16.根据权利要求13所述的籽晶，其特征在于，所述石英改良剂为锶或钡的化合物的至少一种。17.根据权利要求13所述的籽晶，其特征在于，所述氮化物为氮化硅。18.一种直拉法制备单晶硅的方法，其特征在于，包括：(1)将多晶硅原料进行熔融，以便得到熔硅；(2)将权利要求1-17中任一项所述的籽晶浸入所述熔硅中并静置；(3)直拉所述籽晶以使所述熔硅生长出晶体，以便得到单晶硅。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，将所述籽晶具有孔洞的部位全部浸入所述熔硅中。20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述静置的时间为1～10分钟。21.一种单晶硅，其特征在于，所述单晶硅采用权利要求18-20中任一项所述的方法制备得到。2CN109487333A说明书1/7页籽晶、直拉法制备单晶硅的方法和单晶硅技术领域[0001]本发明属于单晶硅领域，具体的，本发明涉及籽晶、直拉法制备单晶硅的方法和单晶硅。背景技术[0002]直拉单晶生长过程中，需要添加各种掺杂物，包括Ⅲ、Ⅴ族掺杂剂，石英坩埚改良剂、硅化物或氮化物等掺杂物。传统的单次拉晶过程中，一般将掺杂物与原料一起放入石英坩埚进行生长，随着RCZ(多次装料拉晶)和CCZ(连续直拉长晶)的技术的发展，在直拉单晶过程中，需多次加料，每次重新加料，均需要重新添加掺杂物。[0003]现行添加掺杂物是借助外部或内部石英管将掺杂物添加进熔汤，但是常常会因为掺杂物重量太轻，滚动不佳或沾粘在石英管壁，使得掺杂物没有完全加入熔汤中，造成所得单晶硅的电阻率、石英坩埚改良剂或氮原子浓度不正确，进而严重影响生产良率。而且更换使用内部加料石英管需冲抽氩气，再换回籽晶又要再次冲抽氩气，增加生产时间。[0004]此外，不论使用外部或内部石英管添加各种掺杂物，掺杂物很容易被炉体内氩气吹走，对于下抽气的长晶炉，在加热器电极脚附近经常会发生电弧效应(arcing)，严重的还会导致电极脚损坏而