一种掺杂区熔硅单晶的制备方法.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(10)申请公布号CNCN103866375103866375A(43)申请公布日2014.06.18(21)申请号201210530394.2C23C14/06(2006.01)(22)申请日2012.12.10C23C14/16(2006.01)(71)申请人有研半导体材料股份有限公司地址100088北京市西城区新街口外大街2号申请人国泰半导体材料有限公司(72)发明人刘志伟闫志瑞陈海滨付斌黄龙辉李明飞(74)专利代理机构北京北新智诚知识产权代理有限公司11100代理人郭佩兰(51)Int.Cl.C30B13/00(2006.01)C23C14/35(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称一种掺杂区熔硅单晶的制备方法(57)摘要一种掺杂区熔硅单晶的制备方法，它包括以下步骤(1)将多晶硅料磨锥、腐蚀、清洗、干燥；(2)将多晶硅料固定在磁控溅射仪空腔中，掺磷硅靶装好，抽真空至5*10-3Pa，然后通入氩气，腔内压强为1Pa，在两电极之间施加500Kv的高电压，电离出的氩离子不断轰击靶材，靶材中的磷和硅原子获得能量溅射出来，沉积到多晶硅表面，形成一层均匀致密的磷/硅薄膜，溅射经过30～90分钟后中止溅射，打开溅射腔将多晶硅旋转180°，重复上述步骤，继续溅射相同时间；(3)取出多晶硅料，放入区熔硅单晶炉中，将籽晶和多晶硅对中，抽真空，通氩气，预热，熔接，缩细颈，放肩，直至等径保持，收尾。本方法的优点是：不仅成本低廉，生产效率高，无毒害，而且径向轴向电阻率均匀性均比较好。CN103866375ACN1038675ACN103866375A权利要求书1/1页1.一种掺杂区熔硅单晶的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：(1)、将多晶硅料磨锥、腐蚀、清洗、干燥；(2)将多晶硅料固定在磁控溅射仪空腔中，掺磷硅靶装好，抽真空至5*10-3Pa，然后通入氩气，腔内压强为1Pa，在两电极之间施加500Kv的高电压，电离出的氩离子不断轰击靶材，靶材中的磷和硅原子获得能量溅射出来，沉积到多晶硅表面，形成一层均匀致密的磷/硅薄膜，溅射经过30～90分钟后中止溅射，打开溅射腔将多晶硅旋转180°，重复上述步骤，继续溅射相同时间；(3)取出多晶硅料，放入区熔硅单晶炉中，将籽晶和多晶硅对中，抽真空，通氩气，预热，熔接，缩细颈，放肩，直至等径保持，收尾。2.根据权利要求1所述的一种掺杂区熔硅单晶的制备方法，其特征在于：所述的掺磷硅靶是在生产硅靶的工艺中，在原料中加入1％质量百分比的磷，制得的掺磷硅靶。2CN103866375A说明书1/3页一种掺杂区熔硅单晶的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种掺杂区熔硅单晶的制备方法，特别是一种利用磁控溅射制备掺杂区熔硅单晶的方法。技术背景[0002]在目前的区熔硅单晶行业中，为了获得电阻率较低且可控的区熔硅单晶产品，主要有两种生产方式，一种是中子辐照法，另一种是气相掺杂法。然而这两种方法都有其不可克服的弱点：中子辐照法成本高，出成品周期过长，而且易产生辐照缺陷；气相掺杂法由于采用的掺杂气体磷烷(PH3)有一定毒性，带来安全隐患，且得到产品的电阻率均匀性不够好，这些劣势阻碍了两种方法各自的发展。因而，有必要提供一种新的掺杂区熔硅单晶的制备方法。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种掺杂区熔硅单晶的制备方法，利用本方法可以在无污染的情况下生产电阻率较低且可控的区熔硅单晶，成本低廉，生产效率高，无毒害，电阻率均匀性好。[0004]为了达到上述发明目的，本发明采用以下的技术方案：[0005](1)将多晶硅料磨锥、腐蚀、清洗、干燥；[0006](2)将多晶硅料固定在磁控溅射仪空腔中，掺磷硅靶装好，抽真空至5*10-3Pa，然后通入氩气，腔内压强为1Pa，在两电极之间施加500Kv的高电压，电离出的氩离子不断轰击靶材，靶材中的磷和硅原子获得能量溅射出来，沉积到多晶硅表面，形成一层均匀致密的磷/硅薄膜，溅射经过30～90分钟后中止溅射，打开溅射腔将多晶硅旋转180°，重复上述步骤，继续溅射相同时间；[0007](3)取出多晶硅料，放入区熔硅单晶炉中，将籽晶和多晶硅对中，抽真空，通氩气，预热，熔接，缩细颈，放肩，直至等径保持，收尾。[0008]所述的掺磷硅靶是在生产硅靶的工艺中，在原料中加入1％质量百分比的磷，制得的掺磷硅靶。[0009]本溅射的原理是：[0010]将掺磷硅靶安装到磁控溅射仪中，并将多晶硅料放入磁控溅射仪的空腔中固定好，抽真空，然后通入一定量的氩气，在两电极之间施加一个高电压以后，高速的自由电子袭击氩原子，产生带正电的离子(Ar+)和二次电子，这些Ar+持续加速并撞向带负电的靶材