專利名稱：提高單晶硅晶棒中氧含量的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高單晶硅晶棒中氧含量的方法及裝置。
背景技術(shù)：
硅單晶晶棒的質(zhì)量是否合格的一個重要衡量指標(biāo)是晶棒中的氧含量及氧濃度分布。現(xiàn)有技術(shù)中，單晶硅晶棒的拉制過程中，為控制單晶頭尾電阻率，提高單晶良率，摻雜具有揮發(fā)性的As、Sb摻質(zhì)長晶熱場將往封閉式熱場方向發(fā)展。而封閉式的熱場設(shè)計，使得晶棒中的氧含量降低。氧含量降低的一個原因是，在長晶的過程中，晶棒中的絕大部分氧是通過石英坩堝的分解所提供，熔融的硅與石英坩堝接觸而使石英坩堝受熱產(chǎn)生部分分解。隨著晶棒的不斷長長，石英坩堝中的硅熔湯逐步減少。硅熔湯減少后，與石英坩堝的接觸面積減小，石英坩堝分解的越來越少，因此造成晶棒尾部氧含量偏低。嚴(yán)重時，尾部氧含量甚至無法滿足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種提高單晶硅晶棒中氧含量的方法。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)提高單晶硅晶棒中氧含量的方法，多晶硅熔融后拉制成單晶硅晶棒，其特征在于， 將多晶硅于石英坩堝內(nèi)熔融，所述石英坩堝內(nèi)設(shè)置有石英環(huán)。優(yōu)選地是，所述石英環(huán)設(shè)置于石英坩堝底部。本發(fā)明的第二個目的是提供一種提高單晶硅晶棒中氧含量的裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)提高單晶硅晶棒中氧含量的裝置，其特征在于，包括石英坩堝和石英環(huán)，所述石英環(huán)設(shè)置于石英坩堝內(nèi)。優(yōu)選地是，所述的石英環(huán)設(shè)置于石英坩堝底部。本發(fā)明中的方法及裝置尤其適合用于重?fù)紸s、Sb單晶硅晶棒的拉制。本發(fā)明中，通過在石英坩堝中放置石英環(huán)，增大了硅熔湯與石英的接觸面積，可確保有足夠的石英分解為晶棒提供氧。即使硅熔湯減少，仍能確保晶棒尾部有足夠的氧供應(yīng)， 提高了單晶硅晶棒的良率。使用本發(fā)明中的方法和裝置，既可以提高晶棒中氧含量的平均值，也可以提高晶棒尾部的氧含量。而且本發(fā)明中采用石英環(huán)，可避免石英環(huán)與硅熔湯接觸面積過大而漂浮于表面，確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。


圖1為本發(fā)明中的提高單晶硅晶棒中氧含量的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
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下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述如圖1所示，提高單晶硅晶棒中氧含量的裝置，包括石英坩堝1和石英環(huán)2。石英環(huán)2設(shè)置于石英坩堝1內(nèi)的底部。使用時，將多晶硅原料于石英坩堝1內(nèi)熔融，利用晶棒拉制工藝?yán)茷橐笾睆降木О?。熔融工藝及晶棒拉制工藝均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。未使用石英環(huán)時，拉制的4寸晶棒尾部氧含量為IOppm左右。增加石英環(huán)后，拉制 4寸重?fù)絊b單晶硅晶棒，生產(chǎn)工藝參數(shù)及性能測試數(shù)據(jù)分別如表1和表2所示。從表1和表2可以看出，設(shè)置石英環(huán)后能夠起到增加單晶氧含量的效果。石英環(huán)的使用，對單晶晶棒其他性能參數(shù)無明顯影響。石英環(huán)的使用不影響單晶B含量數(shù)據(jù)。未設(shè)置石英環(huán)和設(shè)置石英環(huán)后的其他拉晶工藝參數(shù)均相同。
Materi al No. 料號Tn got No. 晶棒編號引晶堝位 (nun)爐壓(Torr)Ar 流量 (L/min)熱場引晶次數(shù)XPT1G8G-TGXXXE4SA5B1371112335-4045-40封閉式2使用本發(fā)明中的裝置生產(chǎn)的重?fù)絊b單晶晶棒的性能參數(shù)如下
Ingot No.Res.RRG
B含量晶棒編號電阻率(歐姆·厘米)電阻率徑向梯度氧含量(ppm)硼含量E4SA5B1370. 0173-0. 015818. 4-7. 822. 3-12. 76. 53E+13電阻率、電阻率徑向梯度、硼含量的范圍，左側(cè)數(shù)據(jù)為晶棒頭部數(shù)據(jù)，右側(cè)數(shù)據(jù)為晶棒尾部數(shù)據(jù)。其中的氧含量，22. 3為頭部氧含量，12. 7為尾部氧含量。批量試驗證明，采用未放置石英環(huán)的石英坩堝生產(chǎn)的重?fù)絊b單晶晶棒，其尾部氧含量平均值為10.6ppm。在相同熱場條件下，使用本發(fā)明中的裝置生產(chǎn)的重?fù)絊b單晶晶棒尾部氧含量平均值為15. 4ppm。本發(fā)明中的實施例僅用于對本發(fā)明進(jìn)行說明，并不構(gòu)成對權(quán)利要求范圍的限制， 本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以想到的其他實質(zhì)上等同的替代，均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.提高單晶硅晶棒中氧含量的方法，多晶硅熔融后拉制成晶棒，其特征在于，將多晶硅于石英坩堝內(nèi)熔融，所述石英坩堝內(nèi)設(shè)置有石英環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高單晶硅晶棒中氧含量的方法，其特征在于，所述石英環(huán)設(shè)置于石英坩堝底部。
3.提高單晶硅晶棒中氧含量的裝置，其特征在于，包括石英坩堝和石英環(huán)，所述石英環(huán)設(shè)置于石英坩堝內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高單晶硅晶棒中氧含量的裝置，其特征在于，所述的石英環(huán)設(shè)置于石英坩堝底部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高單晶硅晶棒中氧含量的方法，多晶硅熔融后拉制成晶棒，其特征在于，將多晶硅于石英坩堝內(nèi)熔融，所述石英坩堝內(nèi)設(shè)置有石英環(huán)。本發(fā)明中，通過在石英坩堝中放置石英環(huán)，增大了硅熔湯與石英的接觸面積，可確保有足夠的石英分解為晶棒提供氧。即使硅熔湯減少，仍能確保晶棒尾部有足夠的氧供應(yīng)，提高了單晶硅晶棒的良率。使用本發(fā)明中的方法和裝置，既可以提高晶棒中氧含量的平均值，也可以提高晶棒尾部的氧含量。而且本發(fā)明中采用石英環(huán)，可避免石英環(huán)與硅熔湯接觸面積過大而漂浮于表面，確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
文檔編號C30B15/00GK102345154SQ20111023180
公開日2012年2月8日 申請日期2011年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月14日
發(fā)明者尚海波, 韓建超 申請人:上海合晶硅材料有限公司