【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及单晶硅制造，更具体地说，本专利技术涉及一种改善n型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法。
技术介绍
1、单晶硅是指由纯硅原料通过特定工艺方法生长出的具有均匀结晶结构的硅晶体。单晶硅的晶格结构非常有序，只包含一个晶格方向，因此被称为单晶。单晶硅具有优异的电学特性和稳定性，是半导体产业中最重要的材料之一。它广泛应用于集成电路、太阳能电池、光伏产业等领域，制备单晶硅需要高温熔融硅原料并控制结晶过程，确保硅晶体具有高纯度和完整的结晶结构，以满足各种应用的要求。
2、目前常用的n型降氧方法主要通过降氧环、改变加热器结构降氧、低埚转、低炉压转来实现，但是长时间的低的炉压拉晶意味着气体分压降低，杂质较多停留在液面，导致断线率升上，成晶异常。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种改善n型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种改善n型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，具体包括以下步骤：
3、步骤一：石英坩埚材料的挑选和预处理，选择耐高温石英坩埚，检查石英坩埚表面是否平整，无气泡、裂纹或其他缺陷，随后使用酸洗法去除表面污垢和杂质，并进行高温烘干后备用；
4、步骤二：硅晶体的熔融和抽空合格操作，将硅晶体原料参入10^15到10^20个每立方厘米的磷元素，混合后放入到石英坩埚中，用石英盖板将石英坩埚进行米粉，将装有原料的石英坩埚使用吊料车吊入加热
5、步骤三：晶体引晶操作及其晶体质量实时监测，步骤二中达到合格要求后，关闭抽真空装置，停止加热，待加热炉冷却至安全温度后，可以打开炉门，随后将籽晶放至流动熔体液面上使用余热熔接并开始引晶，通过真空泵和气体控制阀门来控制加热炉内压力，并通过气体控制阀门在加热炉内部添加氩气，其中引晶拉速为4.5-6mm/min，引晶长度为180mm，并使用使用光学显微镜实时监测晶体质量；
6、步骤四：晶体放肩并调整放肩形状和进行放肩操作，在步骤三之后进行放肩，调整放肩形状，使其为塔型肩，使得晶体的直径逐步增大至252mm，使晶体呈纵向生长等径生长，进行变埚转和变晶转操作后，使晶体生长完成；
7、步骤五：晶体转肩操作及其清洁流程，逐渐降低晶体生长设备的温度，让晶体缓慢冷却至室温以下，使用钳子将晶体从加热炉内中取出，使用酸性溶液进行转肩，转肩操作时间为10-25min，用大量的纯水彻底冲洗单晶硅样品，以去除残留的氢氟酸溶液，采用清洁剂轻轻清洁晶体表面，去除附着在上面的杂质或残留物，将晶体表面吹干，进行二次加料，循环上述步骤，最后一段试制完成停炉，完成单硅晶体的制备。
8、优选地，所述步骤一中耐高温石英坩埚为选用用高纯度石英原料、透明度好、晶界清晰、低含杂质的石英坩埚，所述步骤一中酸洗法为使用稀盐酸或硝酸稀释后，将石英坩埚放入酸液中浸泡一段时间，然后用清水冲洗干净。
9、优选地，所述步骤二中硅晶体原料与磷元素通过球磨机进行机械混合，所述步骤二中熔融物的透明度采用透射光谱仪来检测，所述步骤二中熔融物的均匀性通过观察是否存在均匀一致的颜色和光泽来判断。
10、优选地，所述步骤三和步骤四中氩气流量均为80slpm-100slpm，所述步骤三中加热炉的安全温度为20°c。
11、优选地，所述步骤三中晶体的长度为0-90mm时，在晶体的长度增长过程中，所述引晶速率逐渐降低；晶体的长度为90-180时，所述引晶速率逐渐下降。
12、优选地，所述步骤四中变埚转用于将已经晶体从一个坩埚转移到另一个坩埚，所述步骤四中变晶转是指晶体生长过程中晶体生长方向的改变或转变。
13、优选地，所述步骤二中变炉压用于调节或改变加热炉内气压的操作。
14、优选地，所述步骤五中使用的酸性溶液为浓度5-10%的氢氟酸。
15、本专利技术的技术效果和优点：
16、1、通过在原料中硅中掺入磷元素，在晶体生长过程中可以降低氧化硅的溶解度，从而减少晶体中的氧含量，同时通过控制氩气流速和加热炉内部压力，能够进一步降低晶体中的氧气含量，促进单晶硅的生长，减少晶体内部缺陷和氧杂质的含量，使得晶体结构更加均匀，减少晶格缺陷的产生，对晶体表面进行精细处理，减少氧杂质在晶体表面的吸附，提高晶体质量；
17、2、通过工艺手段调节，单晶拉制开始，在硅晶体的熔融和抽空合格操作、引晶、放肩、转肩阶段根据现有工艺进行优化，在降低头氧的同时提高成晶率；
18、综上，通过上述多个作用的相互影响，通过优化炉压和控制制备过程中的氧颔联、精确控制杂质掺入、优化晶体拉升速度、精密的晶体表面处理以及采用先进的生长技术，可以改善n型单晶硅的氧含量，提高成晶率，从而获得高质量的单晶硅晶体，这些工艺方法的有益效果包括降低晶体内部缺陷和氧杂质含量、提高晶体质量和均匀性，最终实现生产高品质的n型单晶硅产品，并在降低头氧的同时提高成晶率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种改善N型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改善N型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：所述步骤一中耐高温石英坩埚为选用用高纯度石英原料、透明度好、晶界清晰、低含杂质的石英坩埚，所述步骤一中酸洗法为使用稀盐酸或硝酸稀释后，将石英坩埚放入酸液中浸泡一段时间，然后用清水冲洗干净。
3.根据权利要求1所述的一种改善N型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：所述步骤二中硅晶体原料与磷元素通过球磨机进行机械混合，所述步骤二中熔融物的透明度采用透射光谱仪来检测，所述步骤二中熔融物的均匀性通过观察是否存在均匀一致的颜色和光泽来判断。
4.根据权利要求1所述的一种改善N型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：所述步骤三和步骤四中氩气流量均为80slpm-100slpm，所述步骤三中加热炉的安全温度为20°C。
5.根据权利要求1所述的一种改善N型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：所述步骤三中晶体的长度为0-90mm时，在晶体的长度增长过程中，所述引晶速率逐
6.根据权利要求1所述的一种改善N型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：所述步骤四中变埚转用于将已经晶体从一个坩埚转移到另一个坩埚，所述步骤四中变晶转是指晶体生长过程中晶体生长方向的改变或转变。
7.根据权利要求1所述的一种改善N型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：所述步骤二中变炉压用于调节或改变加热炉内气压的操作。
8.根据权利要求1所述的一种改善N型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：所述步骤五中使用的酸性溶液为浓度5-10%的氢氟酸。
...【技术特征摘要】
1.一种改善n型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改善n型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：所述步骤一中耐高温石英坩埚为选用用高纯度石英原料、透明度好、晶界清晰、低含杂质的石英坩埚，所述步骤一中酸洗法为使用稀盐酸或硝酸稀释后，将石英坩埚放入酸液中浸泡一段时间，然后用清水冲洗干净。
3.根据权利要求1所述的一种改善n型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：所述步骤二中硅晶体原料与磷元素通过球磨机进行机械混合，所述步骤二中熔融物的透明度采用透射光谱仪来检测，所述步骤二中熔融物的均匀性通过观察是否存在均匀一致的颜色和光泽来判断。
4.根据权利要求1所述的一种改善n型单晶头氧、提高成晶率的工艺方法，其特征在于：所述步骤三和步骤四中氩气流量均为80slpm-100slpm...
【专利技术属性】
技术研发人员：李亮亮，王建利，郭嘉伟，董智慧，
申请(专利权)人：乌海市京运通新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。